药芯焊丝电弧焊FCAW介绍及优缺点

药芯焊丝电弧焊FCAW介绍及优缺点

下一种介绍的工艺是药芯焊丝电弧焊。它与气体保护焊非常相似，差别在药芯焊丝焊采用的是管状焊丝，其中装有粒状的焊剂，而不是气体保护焊所用的实芯焊丝。其差别可以从图3.16中看到，图

中给出了采用自保护药芯焊丝焊焊接的工件和焊接过程中电弧区域的特写。

图中显示管状的焊丝通过焊枪中的导电嘴送进，并在焊丝和工件之间产生电弧。随着向前焊接而熔敷焊缝金属，和手工电弧焊一样，在焊缝金属上覆盖着一层焊渣。

根据使用的焊丝类型不同，可以对药芯焊附带或不附带额外的保护气体。有些焊丝被设计成靠内部焊剂提供所有需要的保护，它们被称为自保护性。其它的焊丝要求附加的保护气体提供附加的保护。同其它焊接工艺一样，FCAW有一个系统用于标识各种类型的焊丝，见图 3.17。查阅所有类型的焊丝会发现，它规定了极性，保护要求，化学成分和焊接位置。

标识以字母”E”开头表示焊丝。第一位的数字表示焊缝熔敷金属的抗拉强度，单位是10000磅/英寸2，如“7”表示焊缝熔敷金属的抗拉强度至少为70,000psi.第二个数字是“0”或“1”。“0”表示这种焊丝只适用于平焊或

角焊缝的横焊，而“1”说明该焊丝可用于

所有位置。

接下来的一位是字母“T”，它表示管

状焊丝。然后是一横线和一个数字，数字

表示按焊缝熔敷金属化学成分进行的特定

分类，电流类型，极性，是否需要保护气

体，以及其它用于分类的特定信息。

根据这个标识系统，能够对焊丝是否

需要附加保护气体进行明确分类。这对焊

接检验师十分重要，因为药芯焊丝在有或

没有额外保护气体的情况下均可焊接。图

3.18是两种类型的焊枪。

一些焊丝分类为可以在只有自保护，没有附加保护的情况下使用。这些焊丝使用后缀数字3，4，6，7，8，10，11，13和14表示。而另外一些焊丝用后缀数字1，2，5，9或12表示要求额外的保护来辅助保护熔化的金属。根据应用情况，两种类型的焊丝均能提供优良的性能。另外，后缀G和GS分别表示多道焊和单道焊。

例如，自保护型焊丝更适用于工地焊接，在工地，风会引起保护气体的流失。气体保护型的焊丝主要用于需要改善焊缝金属性能的地方，但这会增加成本。药芯焊丝焊气体包括CO2或75%氩气+25%CO2，但其它的混合气体也可适用。

FCAW使用的设备与GMAW的基本一致，参见图3.19。所不同的是FCAW可能需要更高容量的焊枪和电源，对于自保护型焊丝和送丝机构，不需要附带保护气体装置。和GMAW一样，FCAW使用平特性直流电源。根据所使用的焊丝类型，使用直流反接(DCEP)(1,2,3,4,6,9,12)或直流正接(DCEN)(7,8,10,11,13,14)或二者均可(DCEP,DCEN)(5)。

药芯焊丝焊工艺由于被一些工业应用所选用而迅速得到认可。它在污染表面上的良好表现和高熔敷效率帮助FCAW在一些应用中取代了SMAW和GMAW。药芯焊工艺在工业应用中主要用于铁基金属。在车间焊和工地焊应用中均能获得满意的效果。虽然药芯焊丝主要适于铁基金属制造（碳钢和不锈钢），一些非铁基金属也能的到很好的应用。

一些不锈钢焊丝实际上是用碳钢外皮包裹着焊剂，焊剂中含有诸如铬、镍的颗粒状元素。

FCAW获得广泛的认可，是因为它能提供优良的性能。可能最重要的优点是它能提供很高的生产效率，即单位时间内所熔敷的焊缝金属量。它是手工焊接工艺中效率最高的。这是由于焊丝盘提供连续不断的焊丝，同GMAW一样增加了电弧时间。该工艺还被分类为大熔深弧焊，这有助于减少熔合性缺陷的可能性。由于该方法主要用于半自动工艺，其操作技能要求远低于手工方法的要求。无论有无保护气体的辅助，FCAW因有焊剂，它比GMAW对母材污染有更大的容许。正是这个原因，使得FCAW适合工地焊接，在现场，风使得保护气体流失，而GMAW会受到极大的影响。

然而，检验师应当明白该工艺有它的局限。首先，由于有焊剂，所以在后序焊道焊接前和外观检查前必须去除这层固体焊渣。

由于存在焊剂，在焊接过程中会产生大量的烟。长时间暴露在没有通风条件的地方会危害焊工的健康。这些烟还会降低焊工的视线，会给接头中的电弧正确操作带来困难。虽然可以采用烟雾抽除系统，但要在焊枪加上附件，这会增加其重量并降低焊工的视线。当采用附加保护气体时，它还会扰乱保护气氛。

即使FCAW被认为是有烟工艺，但它在单位熔敷金属时产生的烟量没有SMAW多。FCAW所要求的设备比SMAW的复杂，因而其先期成本和机械故障的可能性限制了它在一些环境中的使用。

和所有的工艺一样，FCAW自身存在一些问题。首先是于焊剂有关。由于焊剂的存在，在层间清理不当或操作技术不当时，会有焊渣残留在焊缝金属中的可能性。

对于FCAW，至关重要的是焊接速度要足够快，以保持电弧在熔池的前缘。当焊接速度太慢，使电弧在熔池的中前部或后部，熔化的焊渣会被卷入熔池中形成夹渣。另一个自身的问题与送丝机构有关。与GMAW情形一样，缺少保养维护会导致焊丝送进问题，这会影响焊缝的质量。FCAW同样产生包括未焊透、夹渣和气孔在内的典型缺陷。