钛型气保护药芯焊丝的电弧行为、冶金特性及其工艺质量
工业纯钛的可焊性特点及焊接工艺要点
工业纯钛的可焊性特点及焊接工艺要点1,高温下易氧化工业纯钛的化工性质非常活泼,虽然常温下比较稳定,但在高温下易吸收氢,氧,氮等气体而变脆,使塑性显著下降.为了防止上述有害气体的污染,在焊接时需要采用特殊的工艺措施.- - -2,焊接线能量对焊接接头性能的影响工业纯钛焊接接头的强度与母材相近,而塑性则明显比母材低,过热区最低.分析其原因有两个方面:一方面由于钛材熔点高,导热性差,比热小,因此焊缝及过热区高温停留时间长,冷却速度慢,致使过热区出现粗大的晶粒,从而使塑性低.另一方面,如果焊缝冷却速度很快时,会出现β相α相无扩散型转变.这种转变类似钢中的马氏体转变.而α相又不同于钢中的马氏体,它的过饱和程度较低,冷却越快;过饱和程度越高,α相越细密,塑性就越低.因此,工业纯钛焊接时应选择适当的线能量,使热影响区的冷却速度既不过慢,又不过快,从而防止晶粒严重长大及过量细小的α相存在.3,焊接变形及冷裂纹倾向严重由于钛材弹性模量比钢小,所以在同样的内应力情况下,钛的焊接变形大,而且回弹大,所以又难以矫正.工业纯钛焊接时,有时会出现延迟裂纹.氢是引起焊接裂纹的主要原因.裂纹多出现在热影响区,该区含氢量高,从而析出TiH2量增加,使其脆性增加.另外,析出氢化物时体积膨胀引起较大的组织应力,再加上氢原子向高应力区扩散及聚集,导致裂纹产生.减少焊接变形,防止裂纹的办法是采用正确的焊接程序,减少焊接接头上氢的来源.4,易产生气孔气孔是工业纯钛焊接中较常见的一种工艺缺陷.主要是氢气孔.钛焊缝气孔往往分布在熔合线附近,这是钛气孔一个特点. 防止产生气孔主要是减少氢的来源.使用高纯度的氩气,焊件及焊丝表面要认真清洗,去除水分,油污,氧化皮,有机纤维及吸附的气体杂质.此外,要配合适宜的焊接工艺,如焊接速度等. 工业纯钛的焊接工艺要点1,焊接环境:焊接环境要求通风,干燥,无尘并与钢结构预制场所隔离.风速小于2m/秒,以室内(或棚内)作业为好.湿度小于90%.2,焊接器材焊丝的化学成分和力学性能要与母材相当,要求高塑性时,纯度应比母材高.氩气纯度大于等于99.99%,水分小于等于50ml/m3,露点低.焊机应有高频引弧,电流衰减和气体延时保护装置.氩气纯度对对接接头表面颜色及接头弯曲角的影响表3氩气纯度(%),焊前准备坡口采用机械方法加工.坡口形状见图2.坡口及焊丝的清理.焊前应认真对焊丝及坡口进行清理,这是工业纯钛焊接中重要的一步.清理方法可采用机械清理:用细锉,奥氏体不锈钢丝刷或铣刀等,和化学清洗的方法.将焊丝表面及坡口两侧25mm以内的氧化皮,油脂,毛刺和污物清理干净.最后用绸布沾丙酮或乙醇擦洗,以彻底除去油污及水分.清理完后必须在4小时内焊完,否则要重新清理.清理过的焊丝应在150~200℃下保温使用,取用时应戴清洁手套. 4,定位焊工业纯钛的定位焊,一定要采用与正式焊接完全相同的焊接材料和焊接工艺,- - -.点焊处不得有裂纹,气孔,夹渣及氧化变色等缺陷,一旦发现缺陷应及时消除重焊.定位焊长度10mm 左右,间距150~200mm,高度不超过壁厚的2/3.5,焊接方法工业纯钛采用手工钨极氩弧焊.手法采用左焊法,见图3,图4.直流正接.焊接位置采用平焊接方向板材试件焊接方式图4 管状试件焊接方式焊和管口的转动焊.在不妨碍观察的前提下,弧长越短越好,不摆动或少摆动.焊接层数越少越好,以免引起晶粒粗大.宜采用较小的焊接规范.热输入量小于,等于35000J/cm,层间温度小于,等于200℃,小电流和较慢的焊接速度.这样即可以防止过热产生粗晶,又可防止或减少气孔,裂纹,咬边等焊接缺陷.钛合金焊接时,气体保护非常重要,焊缝正反面都必须加保护气,正面必须要加保护拖罩,同时要尽可能减少焊缝氢的含量.其工艺如下:1.焊前准备:用机械清理法去除表面氧化皮,然后用酸洗,洗后用水冲干,临焊前用丙酮或酒精擦洗,且在四小时内要焊完,否则重新清理.焊丝也要酸洗,最好经过真空脱氢处理,焊前也用丙酮脱脂.2.焊接方法:目前用得最多的是钨极氩弧焊和熔化极氩弧焊.3.保护气纯度不得低于99.99%,含氧量小于0.002%,氮小于0.005%,氢小于0.002%,水分小于0.001mg/L.在焊接过程中,必须对400度以上区域加强保护,也就得设制一个保护气拖罩,背面也得有保护气设施. 4焊丝的选择:一般选用TA3或TA7焊丝.5.工艺参数:选用较小电流与焊速,选用较大的喷嘴,氩气流量在8~12L/min,保护罩内保护气应充足,钨极直径在1.0~3.0内,焊丝在1.6~3.0内,钨极端磨成30~45度角,焊接电流为钨极直径的30~40倍左右.。
碱性自保护药芯焊丝弧焊工艺特征分析
碱性自保护药芯焊丝弧焊工艺特征分析发布时间：2021-07-08T11:16:19.777Z 来源：《基层建设》2021年第11期作者：陈兆坤[导读] 摘要：自保护药芯焊丝是一种适用于野外作业的焊接材料，广泛用于焊接和维修船舶，钻井平台，石油管道和矿山机械等结构部件。
中国石油天然气第七建设有限公司山东青岛 266300摘要：自保护药芯焊丝是一种适用于野外作业的焊接材料，广泛用于焊接和维修船舶，钻井平台，石油管道和矿山机械等结构部件。
碱性自保护药芯焊丝作为最常用的药芯焊丝，有望广泛用于对粘合性能有特殊要求的项目，例如对冷裂纹敏感性，高抗裂性，高温和低温冲击韧性的要求。
然而，碱性自保护药芯焊丝的焊接工艺具有飞溅大，焊接工艺性能差，焊缝形成不良等缺点，在一定程度上限制了其在实际工程中的应用，碱性自保护药芯焊丝逐渐取代了焊条，用于现场焊接和维修自动化。
关键词：碱性自保护药芯；焊丝弧焊工艺；特征分析研究表明，直流连接过程中液滴转变的非弯曲形式是细颗粒转变，而反转过程中液滴转变的非弯曲形式是排斥转变。
连接到直流电或反相时的电流和电压会增加。
在该范围内，液滴过渡的基本形态没有根本改变，但是液滴过渡的粒径，过渡频率，电弧稳定性和溅射速率均发生了显着变化。
直流在较大的过程参数范围内在相反的方向上会有较大的飞溅。
直接直流连接的过程性能优于直流反向连接的过程性能。
一、自保护药芯焊丝的保护机理（一）造气保护不建议在自屏蔽药芯焊丝的芯线中直接添加大量气体发生材料，或将大理石分解产生的二氧化碳用作保护气体，这是因为焊接会产生强烈的气流，阻碍液滴运动并形成大量液滴的核心。
在实际生产的自保护填充药芯焊丝中，添加了一定数量的气体发生器，例如木粉，纤维素和碳酸盐，这些气体发生器分解形成CO2，H2，O2和H2O。
在高温电弧的作用下，以恒定的速度从钢皮喷出到熔池中，在电弧周围形成气体保护层，以防止氮气，氧气和熔融液体进入融化的池塘。
气体保护药芯焊丝电弧焊参数对低碳钢焊缝宽度和焊缝金属的拉伸性能的影响
应用科学学报10（8）:658 - 663，2010ISIN代码1812-5654@ 2010亚洲网络科学信息气体保护药芯焊丝电弧焊参数对低碳钢焊缝宽度和焊缝金属的拉伸性能的影响材料工程系，塞姆南大学，塞姆南，伊朗摘要：一般来说，焊接接头质量的在焊接过程中很大程度上受到焊接参数的影响。
为了实现高品质焊接，几何形状和焊件的机械性能应得到准确的分析。
本研究对焊缝宽度，对接焊缝金属力学性能，各种药芯焊丝电弧焊焊接参数影响下的实验结果进行了分析。
在现代焊接工艺中，焊接电流，电压和焊接速度被选择作为可变参数，根据现在工业中的普遍情况，低碳钢的焊接中有很多焊接参数可以参照那些可变参数。
在所有的试验中焊接电流分别选为240安培、280安培、320安培，电弧电压分别选为26伏特,30伏特和34伏特及焊接速度分别选为40厘米每分，50厘米每分和60厘米每分。
这项研究有助于提高根据焊缝的几何形状和焊缝拉伸性能而选择焊接工艺参数的准确性。
关键词：药芯焊丝电弧焊，焊接参数，焊缝宽度，屈服强度，抗拉强度，热输入。
简介就像气体保护焊，药芯焊丝电弧焊焊接也是使用连续送丝填充金属熔池的过程。
然而，在这个过程中，所提供的保护是在其内部的管状电极载流量。
正是这种助焊剂，创建了一个对焊接渣，形成保护层，防止任何杂质进入的。
额外的气体也可以起到保护的作用。
药芯焊丝电弧焊是气体保护焊在不断的发展中演变过来的。
在不同的保护气体的实验中，结果发现了在从一个管状的电极所提供的二氧化碳保护气体解决了以前遇到的问题。
到1957年，电极和设备经过了提炼和改造，并且以下两种焊接已经在市场中推出，自我保护药芯焊丝电弧焊及气体保护药芯焊丝电弧焊。
金属传输模式可以很好的说明金属是如何从电极过渡到工件上的。
以下是金属气体保护焊传输模式：短路过渡，熔滴过渡，射流过渡，脉冲喷雾。
该模式本身包含了许多因素，焊接电流，极性电极直径，电极组成，电极的延伸，保护气体都是变量，直接影响到金属传输模式类型。
焊接冶金与焊接性,考点总结
1.自保护药芯焊丝是指不需要外加保护气体或焊剂,而是通过自身所含药粉形成的熔渣和气体实现保护的焊丝.优点:溶敷效率明显高于焊条,施焊的灵活性和抗风能力优于气保焊,适用于野外和高空作业,多用于安装现场和建筑工地.与气体保护药芯焊丝相比,自保护药芯焊丝的缺点在于焊缝金属的塑性和韧性一般较低,目前主要用于焊接低碳钢组成的普通结构,不宜用于焊接高强度钢组成的重要结构,此外,自保护药芯焊丝施焊的烟尘比较大,在狭小的空间作业应加强通风换气.2.药芯焊丝的工艺特性:1,焊接飞溅小,2焊缝成形美观3,溶敷效率高4,可进行全位置焊接.缺点,1,制造过程较复杂2,送丝问题3.焊剂的质量要求:1,冶金性能的要求,要求焊剂具有良好地冶金性能2,工艺性能的要求要求焊剂应具有良好地工艺性能3,颗粒尺寸和强度的要求要求焊剂应具有合适的颗粒尺寸,以利于它的保护作用和冶金处理作用4,水分和杂质含量的要求/4.从酸性焊条和碱性焊条的组成出发,对比分析它们的冶金性能和工艺性能.酸性焊条:氧化性墙,对水分,铁锈的敏感性小,产生的气孔倾向大,电流大,长弧,合金元素过渡效果较差,成型良好,药皮熔渣呈现玻璃状,流动性好,易脱渣.碱性焊条:还原性强,对水,铁锈,油等敏感性较大,含有较多的氟化钙,影响气体的电离,电源直流犯戒,电流小,短弧,成形不好,易堆高,药皮熔渣呈结晶态,不易脱渣,抗裂性好,冲击韧性强/5.合金化的目的和方式;目的:1,可以补偿焊接中的蒸发,氧化积极残留等原因造成的合金元素的损失,2,有利于消除焊接缺陷,改善焊缝的组织和性能3,可以获得特殊性能的堆焊层以及实现异种金属的焊接.方式:1,应用合金带极或焊丝/2.应用合金药皮和焊剂3/应用合金粉末和药芯6.过渡系数:某合金化元素在熔敷金属中的实际质量分数与其在焊接材料中的原始质量分数之比/影响因素:1,合金化元素的物化性质/2,合金化元素的含量和合金剂的粒度3,药皮和焊剂的物化性质4,药皮的重量系数和哈记得熔化率5,焊接方法及工艺参数7.熔合比:焊缝金属中的局部熔化的母材所占的比例。
药芯焊丝气体保护焊
药芯焊丝气体保护焊使用药芯焊丝作为填充金属的各种电弧焊方法称为药芯焊丝电弧焊。
分类：药芯焊丝熔化极惰性气体保护焊药芯焊丝混合气体保护焊①药芯焊丝气体保护电弧焊②药芯焊丝埋弧焊药芯焊丝CO气体保护电弧焊2③药芯焊丝自保护焊应用最多的是：药芯焊丝CO气体保护电弧焊21、药芯焊丝气体保护焊的原理及特点药芯焊丝气体保护焊的原理）1（.采用可熔化的药芯焊丝作电极及填充材料，在外加气体如的保护下进行焊接的电弧焊方法。
这种焊接方法是一种CO2 气渣联合保护的方法。
（2）药芯焊丝气体保护焊的特点综合了焊条电弧焊和普通熔化极气体保护焊的优点。
①气渣联合保护，保护效果好，抗气孔能力强，成形美观，电弧稳定，飞溅少且颗粒细小。
．②焊丝的熔敷速度快，明显高于焊条，略高于实芯焊丝，熔倍，～4敷效率和生产率都较高，生产率比焊条电弧焊高3 经济效益显著。
③焊接各种钢材的适应性强。
直流，交、对焊接电源无特殊要求，④药粉改变了电弧特性，平缓外特性均可。
焊丝外表易锈蚀，⑤缺点：焊丝制造过程复杂；送丝困难。
～250药粉易受潮。
故焊前应对焊丝表面进行清理，并进行℃的烘烤。
300、药芯焊丝及焊接工艺2）药芯焊丝的组成（1 ）和芯部药粉组成。
组成：由金属外皮（如08A 形等。
形、梅花形、中间填丝形、T截面形状有：E形、O气保焊药芯焊药粉的成分与焊条的药皮类似，目前国产CO2 3.2等几种。
2.4、2.8、丝多为钛型药粉焊丝。
规格有2.0、2）药芯焊丝的型号（《碳钢药芯焊丝》标准规定，碳钢GB/T10045-2002根据药芯焊丝型号是根据熔敷金属力学性能、焊接位置及焊丝类进行划分的。
别特点（如保护类型、电源类型及渣系特点等）例如：L-1 M 50 E 1 T℃时不小-40形缺口冲击功在表示焊丝熔敷金属V27J于+CO2Ar的气80%75%表示保护气体为氩气含量为～混合气体表示焊丝类别特点：外加保护气，直流电源，焊丝接正极，用于单道焊和多道焊。
2024-药芯焊丝焊接冶金
←立向上焊接
钛型渣系冶金分析
由于氢是裂纹、气孔 的根源，必须最大限 度去氢 而去氢的最有效手段 是渣系引入氟化物
F + H → HF↑
但氟化物却
钛型渣系冶金分析
因此，钛型渣系药芯焊丝为维持全位置 焊接性及追求电弧柔和性而根本放弃用氟 化物去氢。这样一来，钛型渣系药芯焊丝 的去氢能力大为降低。这是其抗裂、抗气 孔性差的实质所在。
吸水键 失含矿结结物晶晶再水水吸矿矿水物物
钛-氟-原位反响渣系冶金分析
必须在烘焙时同步对失水矿物分子 进行屏蔽 将熔点低于除水温度Tc的屏蔽组分 〔如Li2CO3等〕与矿物组分一起加 热到除水温度Tc 并保温
T降c 保温温
在保温过程中，屏蔽组分变成液态， 包裹矿物分子，矿物中的水脱出，穿 过液态屏蔽层进入大气
加上我国根本都是有缝型药芯焊丝，焊 丝开真空包装后便开始吸潮，这就使得焊 缝的含氢量进一步提高。
钛型渣系冶金分析
能源工程、压力容器工程以及桥梁工程 等领域目前以不同方式拒绝使用钛型药芯 焊丝的理由就在这里。这样一来，钛型药 芯焊丝根本在造船市场的局面没有改变。
这几年所发生的船舶药芯焊丝焊缝产生 延迟裂缝以及船厂用药芯焊丝在车间底漆 板上自动角焊频出气孔的原因也在这里。
降温过程中，液态屏蔽层凝固，形 成保护
失结含不晶结再水晶吸矿水物矿被物包裹
钛-氟-原位反响渣系冶金分析
上述药芯处理工艺的引入，加上坚持利用 氟化物去氢，使得药芯焊丝不仅做到超低 氢，而且还耐吸潮：
军用HH907FCW药芯焊丝熔敷金属的扩散 氢为4ml/100g〔水银法〕，到达超低氢；
军用HH907FCW药芯焊丝抗吸潮——放置 24h后仅为4.3ml/100g 〔水银法〕，仍然保 持超低氢。
药芯焊丝资料
药芯焊丝产品描述:药芯焊丝说明药芯焊丝是一种新的焊接材料，目前可用于自动焊、半自动焊、气体保护焊，自保护焊或配合焊剂的自动焊等。
药芯焊丝用途广泛，焊缝多属质量好，对母材的适应性强，焊接生产效率高。
药芯焊丝断面形状可为“E”型、“O”型和“T”型等形状。
从综合角度又可分为有缝、无缝、镀铜和不镀铜药芯焊丝。
CHT701产品描述:CHT701药芯焊丝符合：GB/T 10045 E500T-1相当：AWS A5.20 E70T-1 JIS Z3213 YFW-C50DM说明：CHT701属CO2焊接用钛型药芯焊丝。
其熔敷效率、焊接工艺性能及熔敷金属力学性能均明显优于实芯焊丝。
适用于低碳钢和490MPa级高强钢中、厚板结构的焊接。
多用于船舶、产业机械设备、桥梁等式逻辑钢结构件的平焊和横角焊。
执行标准：GB/T10045-2001熔敷金属化学成份：（%）熔敷金属机械性能：参考电流：（DC+）CHT711产品描述:CHT711药芯焊丝符合：GB/T 10045 E501T-1相当：AWS A5.20 E71T-1 JIS Z313 YFW-C50DR说明：CHT711属CO2焊接用钛型药芯焊丝。
熔敷效率高，全位置焊接工艺性能佳，亦可立向下焊。
适用于船舶、压力容器、机械设备、桥梁等钢结构低钢碳钢和490MPa级高强钢的焊接。
熔敷金属化学成份：（%）熔敷金属机械性能：参考电流：（DC+）钛型碳钢药芯焊丝CHT71Ni产品描述:CHT71Ni药芯焊丝符合：GB/T 10045 E501T1-1L相当：AWS A5.20 E71T1-1J说明：CHT71Ni属钛型渣系的CO2气体保护药芯焊丝。
焊接工艺性能佳，电弧稳定、飞溅少、脱渣容易、焊缝成型美观,适用于全位置焊接:同时其焊缝金属还具有良好的塑性,低温韧性。
用途：适用于低碳钢和490MPa级高强钢制造的船舶、采油平台、容器、管道等的焊接。
熔敷金属化学成份：（%）熔敷金属机械性能：参考电流：（DC+）注意事项:1.采用CO2气体保护,CO2气体纯度99.98%。
气体保护药芯焊丝焊接工艺性能的研究汇总
南京航空航天大学硕士学位论文碱性渣系混合气体保护药芯焊丝焊接工艺性能的研究姓名：张平申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：刘仁培20080301南京航空航天大学硕士学位论文摘要药芯焊丝是近几年来发展最快、最有吸引力的新型焊接材料。
为改善和提高碱性渣系药芯焊丝的焊接工艺性能，本文对己有的普通碱性渣系进行了改进，研制了一种碱性MgO-氟化物-SiO2-TiO2渣系的混合气体保护药芯焊丝。
围绕渣系组分对药芯焊丝熔滴过渡行为、焊接电弧稳定性、熔渣覆盖及脱渣性等方面的影响进行了系统的研究和探讨。
通过高速摄影观察熔滴过渡过程、水中收集熔滴和焊接飞溅测试等方法，研究了渣系组分对焊丝熔滴过渡行为以及焊接飞溅的影响。
结果表明：当MgO含量小于25%时，熔滴颗粒相对细小，沿着焊丝轴向平稳过渡，焊接飞溅较小。
用一部分氟硅酸钠代替萤石时，可以细化熔滴，降低飞溅。
但是氟硅酸钠的含量超过12%以上时，又会使得焊接飞溅增大。
通过与焊机相匹配的Lookout Weldoffice2000软件同步测试焊接过程的电弧电压和焊接电流数据，生成电弧电压、焊接电流波形图；同时结合高速摄影观察电弧的形态，研究了渣系组分对焊接电弧稳定性的影响。
结果表明：当MgO为22%左右，CaF2为6%、Na2SiF6为9%时，焊接电弧稳定性较好。
通过熔渣覆盖性评定及落球脱渣性试验研究了渣系组分对渣覆盖及脱渣性的影响，并建立了脱渣率的数学模型。
结果表明：当MgO含量22%~25%左右，SiO2含量5%~7%左右，氟化物含量15%左右，TiO2含量13%~15%左右时，焊缝熔渣覆盖良好，脱渣性好。
此外，分析了熔渣微观组织结构、内表面形貌和断口特征对焊缝脱渣性的影响。
结果表明：当熔渣的组织粗大，第二相为方向性较强的条带状，熔渣结构密实时，脱渣性较好；反之，脱渣性较差。
最后，本文得出了具有较好焊接工艺性能的药芯焊丝渣系主要成分配比为：MgO(22%~25%)-CaF2+Na2SiF6(15%)-SiO2(5%~7%)-TiO2(15%)。