药芯焊丝电弧焊工艺
双脉冲自保护药芯焊丝电弧焊工艺稳定性
双脉冲自保护药芯焊丝电弧焊工艺稳定性
张恒铭;金秀鹃;苟宁年;蒋小霞;石玗;周海;刘伟
【期刊名称】《焊接学报》
【年(卷),期】2024(45)5
【摘要】鉴于自保护药芯焊丝在野外焊接的重要性,尤其对于野外大型机械等关键零部件的应急修复,提高其焊接成形精度至关重要,因此研究了自保护药芯焊丝在双脉冲电弧模式下的工艺稳定性.为了实现电弧焊工艺稳定性的有效控制,采用单因素试验研究了双脉冲参数对焊接过程稳定性的影响,发现熔滴平均尺寸与电流变异系数关系密切,因此,选取强弱脉冲频率、占空比、强弱脉冲峰值和基值7个双脉冲参数作为输入值,建立一种基于RBF-BP神经网络的熔滴平均尺寸预测模型,结果表明,该预测模型有效、可行,为控制熔滴过渡过程稳定性提供了技术支撑.
【总页数】8页(P90-97)
【作者】张恒铭;金秀鹃;苟宁年;蒋小霞;石玗;周海;刘伟
【作者单位】宁夏大学;兰州理工大学;宁夏特种设备检验检测院;天地宁夏支护装备有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TG443
【相关文献】
1.采用自保护药芯焊丝电弧焊焊补高锰钢辙叉工艺的研究
2.钢轨自保护药芯焊丝自动窄间隙电弧焊工艺及装备研究
3.景观园林施工设计及绿化养护技术要点分析
4.手工电弧焊、活性气体保护焊和自保护药芯焊丝在管道安装中的应用
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
研究药芯焊丝焊接操作技术要点
研究药芯焊丝焊接操作技术要点20世纪50年代末、60年代初美国已开始使用药芯焊丝，并被广泛地用于重型机械、建筑机械、桥梁、石油、化工、核电站设备、大型发电设备及采油平台等制造业中，并取得了很好的效果。
近年来，随着社会经济的不断发展，我国生产药芯焊丝的技术和质量得到了不断提高，应用范围也不断地扩大，以船舶制造和海洋结构行业使用药芯焊丝量为最大。
药芯焊丝是继焊条电弧焊和实芯焊丝CO2气体保护焊的又一个被广泛应用的焊接方法。
药芯焊丝的单面焊双面成形操作技术，近年来被世界技能大赛、国内各类技能大赛列为竞赛的考核项目之一，它是电弧焊难度较大的一种操作技术。
尽快地掌握单面焊双面成形技术的操作要领和技巧，这也是每个参加技能考试、技能竞赛的指导教师及学生十分关心的问题。
2.药芯焊丝电弧焊的特点及应用药芯焊丝也称为管状焊丝，是利用薄钢板卷成圆形钢管或异形钢管，或用无缝钢管，在管中填满一定成分的药粉，经拉制而成的焊丝。
可通过调整药芯添加物的种类和比例，很方便地设计各种不同用途的焊接材料，因为它的合金成分可灵活方便的调整，所以药芯焊丝的许多品种是实芯焊丝无法冶炼和轧制的。
2.1特点药芯焊丝电弧焊与气体保护焊非常相似，差别在药芯焊丝采用的是管状焊丝，其中装有粒状的焊剂。
药芯焊丝是很有发展前途的新型焊接材料，与实芯焊丝相比药芯焊丝有如下优缺点。
2.1.1优点：⑴采用气渣联合保护，焊缝成形美观，电弧稳定性好，飞溅少易脱渣、焊道成形美观。
⑵焊丝熔敷速度快，熔敷效率（大约为85%～90%）和生产效率都较高（比焊条电弧焊高3～5倍）。
⑶焊接各种钢材的适应性强，通过调整焊剂的成分与比例可提供要求的焊缝金属化学成分。
2.1.2缺点：⑴焊丝制造过程复杂。
⑵烟雾大，焊接时烟雾较实芯焊丝大。
⑶焊丝外表容易锈蚀，粉剂易吸潮，因此对焊丝的保存-管理的要求更为严格。
⑷焊渣多，较实芯焊丝CO2气体保护焊多，故多层焊时要注意清渣、防止产生夹渣缺陷。
药芯焊丝
芯焊丝编辑本词条缺少信息栏、名片图，补充相关内容使词条更完整，还能快速升级，赶紧来编辑吧！药芯焊丝也称为管状焊丝，可以通过调整药芯添加物的种类和比例，很方便地设计各种不同用途的焊接材料，因为它的合金成分可灵活方便的调整，所以药芯焊丝的许多品种是实心焊丝无法冶炼和轧制的。
目录1简介2分类▪耐磨系列▪碳钢和低合金系列3制备4特性5历史沿革6其它相关1简介编辑早在1950年代初气保护药芯焊丝便已开始开发问市，但至1957年才开始广为药芯焊丝图片商业上使用。
此种方法可说是取自埋弧焊与CO2焊接（指实心）的优点组合而成，焊剂包在焊丝内并藉外围CO2气体的保护可使焊接时产生较柔和且稳定的电弧以及低飞溅为其特点。
开发之初只有大丝径焊丝（2.0—4.0mm），用于重大工件的平焊与横焊。
直至1972年小丝径焊丝开始发展才大大的扩展了药芯焊丝使用的领域。
自保护药芯焊丝是在气保护药芯焊丝问市不久便被发展出来而且也很快的被工业界广为认同于特定的用途上。
两者最大的不同点在第二单元便已有所述明，本单元将做整体的探讨。
另据资料介绍：日本从1985年至今其焊条占整个焊材的比例从45%下降到20%；而药芯焊丝所占比例已达到近30%。
在美国焊条比例下降到不足40%，药芯焊丝则接近40%；西欧各国焊条约占30%，药芯焊丝约占20%。
由此可见。
药芯焊丝与手工焊条和氩弧焊丝相比有明显的优势，主要是把断续的焊接过程变为连续的生产方式，从而减少了焊接接头的数目，提高了焊缝质量，也提高了生产效率，节约了能源。
2分类编辑药芯焊丝又分为有缝和无缝药芯焊丝，无缝药芯焊丝的成品丝可进行镀铜处理，焊丝保管过程中的防潮性能以及焊接过程中的导电性均优于有缝药芯焊丝。
药芯焊丝按不同的情况有不同的分类方法。
按保护情况可分为气体保护（CO2、富Ar混合气体）和自保护以及埋弧堆焊三种。
按焊丝直径可分为细直径（2.0mm以下）和粗直径（2.0mm以上）。
按焊丝断面可分为简单断面和复杂断面。
管束干燥机封头部件制造工艺的改进
管束干燥机封头部件制造工艺的改进摘要：在管束干燥机封头部件的加强筋板的焊接过程中原采用焊条电弧焊工艺，此法生产效率低、劳动强度大、成本高，且焊接应力大且不均匀，造成封头失圆，造成下一步装配困难。
用药芯焊丝电弧焊接工艺替代焊条电弧焊工艺，并优化焊接顺序，效果明显。
关键词：药芯焊丝电弧焊焊接顺序替代管束干燥机是间接加热接触式干燥机，它广泛应用于轻工、食品、粮食等行业的松散物料、如粉状、颗粒状无太大粘性的物料。
管束干燥机管束部的制造过程中的焊接工作主要集中在封头部件上，除传动轴及人孔与封头的焊接工作外，为提高封头部件的刚性，在封头内侧共计有8块加强筋板需通过焊接与封头连接，因此焊接工作量大，造成焊接应力集中，为消除焊接应力封头部件在焊接结束后会进行消除应力热处理。
原制造工艺为采用焊条电弧焊，按顺时针方向依次焊接8块筋板，生产成本高、效率比较低，且工人劳动强度大。
并且在生产过程中发现，由于焊接工作量大，焊接应力难以控制，在封头组件热处理后，随着焊接应力的释放，有时会造成圆度不满足要求，造成下一步装配问题。
一、分析问题原因，以一台800平方的管束为例，封头材料为q245r，厚度28mm；筋板材料为q245r，厚度为26mm，原焊接工艺为手工电弧焊，焊条直径4mm，在筋板定位后，按顺时针方向依次焊接每块筋板，一方面由于手工电弧焊线能量大，焊缝较厚，焊接应力较大；另一方面，由于焊接工作顺序不合理，各个筋板之间会相互影响，而且由于焊接工作量大，各个筋板焊接的间隔时间长，由于焊接顺序的影响，各个筋板的应力存在较大的差别，因而在热处理后，随着应力的释放，存在焊接变形，而由于各个筋板的应力不一致，会造成封头圆度不能达到要求。
二、用fcaw工艺的替代手工电弧焊工艺的可行性分析药芯焊丝电弧焊，即fcaw，除具有co2保护焊的优点外，还具有，生产效率高，焊缝质量好，焊接工艺性能好，节约熔敷金属，成本低，一种高效，优质，低耗，节能的焊接方法。
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：1、药芯焊丝气体保护焊的原理及特点 （1）.药芯焊丝气体保护焊的原理采用可熔化的药芯焊丝作电极及填充材料，在外加气体如CO2的保护下进行焊接的电弧焊方法。
这种焊接方法是一种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。
①药芯焊丝气体保护电弧焊药芯焊丝CO 2气体保护电弧焊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②药芯焊丝埋弧焊 ③药芯焊丝自保护焊应用最多的是：药芯焊丝CO 2气体保护电弧焊②焊丝的熔敷速度快，明显高于焊条，略高于实芯焊丝，熔敷效率和生产率都较高，生产率比焊条电弧焊高3～4倍，经济效益显著。
③焊接各种钢材的适应性强。
④药粉改变了电弧特性，对焊接电源无特殊要求，交、直流，平缓外特性均可。
⑤缺点：焊丝制造过程复杂；送丝困难。
焊丝外表易锈蚀，药粉易受潮。
故焊前应对焊丝表面进行清理，并进行250～300℃的烘烤。
2、药芯焊丝及焊接工艺 （1）药芯焊丝的组成组成：由金属外皮（如08A ）和芯部药粉组成。
截面形状有：E 形、O 形、梅花形、中间填丝形、T 形等。
药粉的成分与焊条的药皮类似，目前国产CO2气保焊药芯焊丝多为钛型药粉焊丝。
规格有2.0、2.4、2.8、3.2等几种。
（2）药芯焊丝的型号根据GB/T10045-2002《碳钢药芯焊丝》标准规定，碳钢药芯焊丝型号是根据熔敷金属力学性能、焊接位置及焊丝类别特点（如保护类型、电源类型及渣系特点等）进行划分的。
例如：E 50 1 T -1 M L表示保护气体为氩气含量为75%～80%的Ar 气+CO2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。
表示药芯焊丝表示焊丝熔敷金属V 形缺口冲击功在-40℃时不小于27J（3）药芯焊丝的牌号（字母及数字含义见（表4—13、14）字母钢类别字母钢类别L 结构钢用G 铬不锈钢R 低合金耐热钢A 奥氏体不锈钢D堆焊例如：编号 焊接时保护类型编号 焊接时保护类型 YJXX —1气体保护YJXX —3 气体保护、自保护两用YJXX —2 自保护 YJXX —4 其他保护形式 表4—13药芯焊丝类别表4—14药芯焊丝的保护类型表示保护形式。
第9章药芯焊丝电弧焊
•干伸长度
• 图9-21 干伸长度示意图
• 表9-9 焊丝干伸长度对各性能的影响
性能 熔化速度 电弧稳定性
熔深 气孔
其他
影响
在电流相同的情况下，干伸长度越长， 熔化速度越快
若干伸长度过长，电弧不稳，飞溅增多
中国 欧洲 北美 日本 东盟 韩国
焊条 %
51 17 18 14 60 20
实芯焊丝 % 药芯焊丝 %
28
8
30
5
34
36
埋弧焊丝 及其他 %
13 7 5 11 5 10
•表9-2 几种焊接方法综合成本比较
国家
药芯焊丝值（比值）
中国16mm板 3.32元/米（1.00）
美国16mm板 4.4美元/（1.00）
流量过小，保护效果变差，焊缝易出现凹坑和气 孔。流量过大会产生紊流，从而破坏气保护。气体流 量的设定，取决于保护气体的种类、气嘴直径和焊接 电流等因素。
• 表9-8 气体流量与气孔的关系
喷嘴高度/mm 20
气体流量/L/min 25 20 15 10 5
外观气孔 焊缝内部气孔
无
无
无
无
无
无
微量
少量
少量
9.2.4 药芯焊丝的焊接烟尘
表9-5 几种焊接材料的平均发尘速率及飞溅量对比
发尘速度mg/min 飞溅g/min
焊条 200～450
2～3
CO2实芯焊丝 400～600 2.5～3.5
药芯焊丝 500～850 0.7～1.2
（1）发尘机理
一般认为焊接烟尘是焊接区蒸发出来的金属及 其冶金反应物蒸汽远离焊接区后凝结而成，以气溶 胶的形式存在。
钢轨自保护药芯焊丝自动窄间隙电弧焊工艺及装备研究
传 给窄 间 隙焊接 技 术 。 间 隙焊接 技 术Байду номын сангаас般 采 用 Ｉ 窄
形 或 Ｕ 形 坡 口 ， 行 每 层 １ ２道 的 多 层 焊 接 。 优 进 ～ 其
点 主要 有 ：１焊 缝 截 面 积 大 幅度 减 小 （ ％－ ０ ， （） ５ ０ ８ ％） 显 著提高焊 接效 率 ， 省焊材 ； ） 节 （ 热输 人相 对较 小 ， ２ 冷 却速 度较 快 ， 头 的残 余 应 力 、 接 残余 变 形 明显 减 小 ， 接 热影 响 区 的塑性 损 伤极 小 ， 焊 一次 焊缝 组 织 品粒 更细 ， 热影 响 区小 ， 头力 学性 能高 ， 防止裂 接 对
（） 劳 试 验 ， 大 载 荷／ 小 载 荷 ３ ０ｋ ／０ｋ 支 ３疲 最 最 ５ Ｎ７ Ｎ， 距 １ ，０ ． ｍ ２ ０万 次 不 断 ； ） 头 抗 拉 强 度 大 于 等 于 ０ （接 ４
与坡 口的偏差 作为 焊枪 对 中信 息 ， 实现 焊缝 跟踪 及
闭 环 控 制 ， 而 达 到 自 动 控 制 的 目的 。 进
易 产 生 缺 陷 ， 用 自保 护 药 芯 焊 丝 焊 接 可 以 有 效 地 利
克服 不抗 风 的缺点 ， 特点是 所有 形成气 体 和熔渣 其
以及 防 止 氧 化 和 氮 化 的 成 分 都 在 药 芯 中 ， 因此 不 需
史 ， 中尤 以 日本 技术 突 出 。 其 电弧焊 作 为最 基本 的
试 验 表 明 ： 芯 焊 丝 的 使 用 极 大 改 善 了飞 溅 大 的 状 药 况 ， 芯 焊 丝 窄 间 隙 电 弧 焊 焊 接 电 弧 稳 定 ， 滴 过 药 熔 渡 均 匀 ， 敷 速 度 高 ， 缝 成 形 良 好 ， 道 表 面 光 熔 焊 焊 滑 ， 宽 大 ， 壁 熔 合 良 好 。 ｌ 焊 后 接 头 整 体 外 熔 侧 图 为
药芯焊丝电弧焊工艺分析及其应用研究
药芯焊丝电弧焊工艺分析及其应用研究文章主要对药芯焊丝电弧焊工艺特点与应用形式进行研究，具体是基于药芯焊丝电弧焊具有工艺性能良好、生产效率较高等特点，对其在掘进机截割头制造过程中的具体应用进行解析，最后药芯焊丝电弧焊的应用要点进行概括，希望该焊接手段在我国制造行业将会获得更大的应用空间。
标签：药芯焊丝；电弧焊；工艺分析；掘进机截割头；应用形式药芯焊丝电弧焊方法（FMAW）是在熔化极气体保护焊（GMAW）上发展起来的，与GMAW工作原理类似，FMAW能够利用连贯性的电弧热达到熔化焊接接头金属的目标，从而有效的将焊丝和工件衔接在一起[1]。
FMAW焊丝为管状构造，电弧维护是药芯内药剂分解的气体（通常为CO2）。
基于药芯焊丝电弧焊可以实现优化工艺性能等实况，本文对其工艺特点与在工业制造领域具体应用形式进行研究。
1 药芯焊丝电弧焊工艺特点分析（1）焊接工艺性能优良。
与实芯焊丝气保护焊相比较，药芯焊丝电弧焊在获得优良焊缝金属方面体现出巨大优越性。
对其原因进行剖析，主要是由于药芯内存有稳弧剂与造渣剂，从而保证电弧的稳定性与柔韧性，熔滴过渡环节的均匀性，残渣溅出量的极少性与易脱落性，焊道的优质性。
（2）生产效率高。
焊接生产效率可以由熔敷速度间接体现出来。
对于药芯焊丝电弧焊而言，因为药芯导电性不强，且大部分电流汇聚在横截面积较小的金属位置，所以焊接电流密度变大，焊丝熔敷速率势必会提高。
与手工电弧焊相比较，药芯焊丝电弧焊熔敷速度更大，两者速度比大概为1：4。
基于电弧焊熔敷速度又与焊丝半径相关联这一实况，适度减少焊丝半径，可以确定增加熔敷速度的效果，目前科研人员正研究半径（r≤010.8mm）的藥芯半径。
（3）焊接成本相对较低。
相关资料记载，药芯焊丝CO2保护焊的成本花销不足手工电弧焊的90%。
尽管其成本与实芯焊丝CO2大体持平，但是仅仅是药芯焊丝成本略高于实芯焊丝，其他方面制造成本均低于实芯焊丝[2]。
这能够间接的推测出随着药芯焊丝的改良发展，以及其单价的压缩，药芯焊丝电弧焊的经费开销势必会低于实芯焊丝CO2保护焊。
药芯焊丝电弧焊工艺守则
表一
板厚
定位焊缝长度
定位焊缝间距
≤6mmLeabharlann 8～20mm50～200mm
＞6mm
20～50mm
200～450mm
5.4定位焊的电流应比正式焊接时的电流大10~15%左右。
5.5定位焊时，如果焊缝坡口不符合图样要求时，焊工应不能进行点焊。
5.6定位焊时，不得将焊钳随意乱放或在筒体上随意引弧，以免击伤母材。
11.6严禁在带压容器上进行焊接。
11.7其他安全注意事项见《压力容器焊接规程》。
10焊接环境：
10.1当焊接环境出现下列任一情况时，如无有效防护措施，禁止施焊。
风速≥1.0m/s（秒）
相对湿度＞90%
下雨
下雪
10.2当焊件温度低于0℃时，应考虑在始焊处100mm范围内预热到手触温暖的温度（大于15℃）。
11安全注意事项
11.1药芯电弧焊最容易引起的人身安全事故是触电，眼睛被弧光伤害，烧伤或皮肤烤伤及有害气体的危害等，为此应按规定使用劳动保护用品。
5.7定位焊时焊工需有相应项目的合格证。
6焊接：
6.1焊接时，应根据结构形式等因素，采取措施防止焊接变形的产生。长焊缝及不锈钢的焊接应采用分段退步多层多道焊，并根据变形情况调整焊接顺序。
6.2引弧、运条及结尾：
严禁在坡口两侧的母材上引弧。
焊接时，焊丝的送进和向前移动的速度应尽量均匀。
药芯焊丝电弧焊工艺守则
6.13不锈钢焊接时焊缝两边应涂上防飞溅剂。
7焊缝内外表面的外观和尺寸除应符合GB150-98的规定或技术要求，焊接完毕后焊缝宽度应比坡口宽度大2~4mm，且同一条焊缝上均匀一致。
1.4529及其焊接工艺
钼合金（AL-6XN，1.4529,254 SMO）,4钼合金904L的焊接工艺为了获得与母材接近的耐腐蚀性能，需要使用含钼9%的填充金属，如焊丝ERNiCrMo-3(合金625)，手工电弧焊条ENiCrMo-3等，来焊接含钼的镍基合金。
同时根部焊缝留有足够的缝隙，使焊道大部分由含钼9%的填充金属组成。
同时必须保持低的热输入以避免焊道的热开裂.最好保持在15千焦/厘米以内,最大不超过20千焦/厘米的热输入。
热输入的计算公式如下（单位千焦/厘米）：电压x电流x 6/[焊接速度(厘米/分钟)x 100]层间温度保持在150摄氏度以内，在极度伸缩受限接口处或者厚板(接口厚度12毫米以上)焊接时,层间温度保持在100度以内，低的层间温度降低镍合金焊道金属的固化开裂倾向。
手工电弧焊(SMAW,MMA)使用112(ENiCrMo-3)焊条，平焊时直缝焊道，轻微摆动,但摆动幅度不超过焊条直径的两倍，尤其在垂直位置焊接时，需要摆动焊。
保持尽可能短的电弧，长弧或电极与工件间隙过大会导致气孔和过多的氧化物产生。
需避免焊接时更多的空气，气流的进入。
用不锈钢钢刷除掉每层焊道焊渣。
不能使用碳钢刷。
保持112(ENiCrMo-3)焊条干燥，避免气孔和不稳定的电弧，最好存放于保温在100度的烘干炉里，如果已经受潮，首先在100度保温两小时，再在320度保温一小时。
常规手工电弧焊工艺设置熔化极气体保护焊（GMAW/MIG）通常使用100%的氩气做保护气,加入些氦气可获得平整的焊道。
通常针对脉冲或短路电弧焊，使用氩气加25%的氦气保护气。
不要添加氧气，二氧化碳或氮气进保护气。
射流过渡,100%氩气做保护气,流速1-1.5立方/小时。
当焊接厚板时(20毫米以上),设置取上限。
埋弧焊（SAW）埋弧焊时,使用碱性焊剂,无需铬补偿.不能使用针对18-8(304)不锈钢的酸性焊剂，一般消耗1公斤焊丝就要消耗1公斤焊剂。
必须保证焊剂干燥.在350摄氏度时保温2小时，可以除掉受潮焊条的水气。
药芯焊丝电弧焊工艺分析及其应用研究
Internal Combustion Engine & Parts
· 111 ·
要更精准的找到位置。实芯焊丝进行焊接对焊工师傅的 技术能力要求较高，因为现阶段焊接工人数量的减少和 技能的退化，很难通过实芯焊丝满足工艺性能需求。从焊 接性能方面分析，因为药芯焊丝的特殊结构和特殊组成 成 分 ，所 以它 具 备 的 性 能 也 更 加 完 美 。 在 作 业 性 能 上 ，药 芯焊丝的焊弧比较柔和，所以要比实芯焊丝更加便于操 作。在安全性能方面，因为药芯焊丝的大多使用气体焊接 的 方 式 ，所以 在 车 间 操 作 的 密 闭 环 境 中 ，会 释 放 更 多 的 烟 雾，危害操作工人的健康，破坏车间的安全操作规范。这 一点实芯焊丝具备更好的性能。操作过程中的安全性药 芯焊丝要优于实芯焊丝。因为药芯焊丝具备气-渣联合双 层保护，而实芯焊丝只有气体保护一个保护层。所以从这 方面分析，药芯焊丝更加安全。最后，药芯焊丝的焊接过 程中，因为焊弧比较柔和，所以其飞溅程度要比实芯焊丝 的飞溅程度小很多。
关键词院药芯焊丝曰实芯焊丝曰电弧焊曰工艺
0 引言 随着科技的发展，我国大部分工厂中都安装了自动 化生产线及机器人操作间。其中有很多金属加工工艺被 自动化机器取代，但是现阶段电弧焊工艺仍然是工厂中 需求量较多的工艺，所以改善电弧焊所用的工具和电弧 焊工人的技术水平是非常必要的。通过改善电焊工艺，能 够增加金属制品的合格率，并提高金属工艺品的加工质 量。从而提高我国的金属利用率，在一定程度上节约了金 属资源，这也符合我国提倡的节约理念。因此，在电弧焊 过程中利用药芯焊丝进行焊接，不仅能够为金属加工制 造厂家带来更高的利益，还能为社会的可持续发展做出 贡献。 1 药芯焊丝优点 药芯焊丝在不同的情况下分类比较多。例如，按照保 护方面，可以分为自保护和气体保护；按照所接电源类型 方面，可以分为直流电源和交流电源；按照药芯焊丝的粗 细来分，可以分为小于两毫米的细焊丝和大于两毫米的粗 焊 丝 ；按 照药 芯 焊 接 的 横 截 面 来 分 ，可 以 分 为 复 杂 横 截 面 和简单横截面；按照填充物种类来分，可以分为金属粉芯 和造渣药芯。药芯焊丝根据焊接工艺可以分为有缝的药芯 焊丝和无缝的药芯焊丝，其中无缝焊丝具有良好的导电性 和防潮性，可以用于镀铜的处理。药芯焊丝根据组成成分 常用的焊丝可以分为 CMC-FC864Mo、CMC-FC815、CMCFC867，他们各自具有不同的优点，其适用的范围也不同。 例如 CMC-FC864Mo 的特性是属于新型金属粉末状包药 焊丝，在较热车间的开始锻模和中间锻模阶段的重要部位 进行加强焊接及热切模操作时，常用 CMC-FC864Mo 进行 焊接。因为这种焊丝中含有大量的 Cr 和 Mo，因此其热传 导效果比较好。CMC-FC815 也是属于新型金属粉末状包 药焊丝，它和 CMC-FC864Mo 的适用范围不同，主要用于 陶瓷类模具中耐磨、耐热部分的焊接。还可以加强低合金 钢及碳钢的硬度。因为其具有焊后熔金不需要预热，还能 够在机加工中利用。CMC-FC867 的特性是属于基础型的 粉末包药焊线，它和 CMC-FC864Mo 的适用性有相同的部 分，其特殊的用途是比较适合填充堆焊和重建修护焊接。
管45°对接药芯焊丝CO2气体保护焊焊接工艺分析
管45°对接药芯焊丝CO2气体保护焊焊接工艺分析摘要：药芯焊丝C02气体保护焊综合了焊条电孤焊和普通熔化极气体保护焊的优点。
药芯焊丝C02气体保护焊的推广应用，必将极大的提高工程焊接质量及施工生产效率。
在我厂电力机车变压器箱体焊接中，管对接应用广泛。
在工厂批量生产过程中，结合实际生产中的经验，具体就药芯焊丝C02气体保护焊一管45°对接焊(Φ159 mmx8mm)中的焊前准备、焊接特点、焊接工艺参数、操作技术要领、典型缺陷预防等方面作了介绍。
关键词：管对接；操作技术；焊接工艺；典型缺陷预防引言药芯焊丝C02气体保护焊综合了焊条电弧焊和普通熔化极气体保护焊的优点，具有焊缝成形美观、电弧稳定性好、飞溅少、熔敷速度快、熔敷效率和生产效率高的优点。
药芯焊丝C02气体保护电弧焊的推广应用，必将极大地提高丁程焊接质量及施工生产效率。
本文涉及的管材材质为Q345E，规格Φ159 mmx8 mm，是一种低合金结构钢。
产量大、成本低、杂质较多，且具有一定的力学性能，一般在热轧状态下供应。
适用于一般结构钢和工程用热轧钢板、钢带、型钢、棒钢。
可供焊接、铆接、以及栓接构件之用。
广泛应用于桥梁、船舶、建筑工程中制作各种静负荷的金属结构件不需要热处理的一般机械零件和普通焊接件，是一种用途广泛的工程用钢。
电源类型与极性：直流正接；焊丝干伸长15-20 mm；焊丝型号及规格：E501T-11．2 mm;保护气体：C02（纯度不低于99．5％）。
1.焊接工艺管对接药芯焊丝CO2气体保护焊焊接工艺（包括焊前准备、焊接材料的选择、预热和层间温度）如下：1.1焊接前准备a ）坡口加工300～400 MPa级别的低合金高强钢，如Q345E．通常状态下坡口均是机械加工的坡口。
这一级别的低合金钢气割性能与碳素结构钢的一样良好。
在气割边缘宽lmm范围内虽有淬硬现象，但由于淬硬区很窄小，焊接过程中可以将淬硬区熔入焊缝金属的熔池中．气割后的边缘不需要进行机械加工就可以直接施焊。
药芯焊丝电弧焊的基础知识
什么是药芯焊丝电弧焊？药芯焊丝电弧焊是利用药芯焊丝与工件之间的电弧进行加热的一种焊接方法，英文名称的简写为FCAW o在电弧热量的作用下,焊丝金属及工件被连接部位发生熔化，形成熔池，电弧前移后熔池尾部结晶形成焊缝。
什么是药芯焊丝?药芯有何特点？药芯焊丝是将薄钢带卷成钢管或异形钢管，在管内填满一定成分的药粉，经拉制而成的一种焊丝。
药芯的成分与焊条药皮的成分类似，主要由稳弧剂、造渣剂、造气剂、合金剂、脱氧剂等组成。
药芯焊丝中的焊药起何作用？焊药起的作用与焊条药皮起的作用类似，主要有以下几种。
①保护作用焊药中的有些组分发生分解，有些发生熔化!焊药分解会放出气体，放出的气体提供部分或大部分保护作用。
熔化的焊药形成熔渣，熔渣覆盖在熔滴与熔池表面,液态金属进行保护。
②稳弧药芯中的稳弧剂可稳定电弧，降低飞溅率。
③合金化作用有些药芯中有合金元素，可使焊绛合金化。
④脱氧作用熔渣的合金元素可与液态金属发生冶金反应。
改善焊缝金属的成分，提高其力学性能。
另外，覆盖的熔渣还能降低熔池的冷却速度，延长熔池的存在时间,有利于降低焊缝中有害气体的含量和防止气孔。
图5.1药芯焊丝电弧焊原理示意图I一喷嘴；2导电嘴；3药芯焊丝；4保护气体；5电弧：6工件;7焊缝；8渣壳；9烯渣；10熔池原理示意图药芯焊丝电弧焊有哪几种？根据是否使用外部保护气体，药芯焊丝电弧焊分为两种:药芯焊丝气体保护焊（FCAW・G）和自保护焊（FCAW-S）。
药芯焊丝气体保护焊通常利用二氧化碳或二氧化碳加氢气作保护气体，焊丝中的焊药所含的造气剂很少，这种方法与一般的气体保护焊类似。
自保护焊不用外加保护气体，焊药中有大量的造气剂，利用造气剂分解出的气体和熔渣进行保护。
药芯焊丝电弧焊具有以下优点。
①焊接生产率高熔敷效率高（可达85%~90%）,熔敷速度快;平焊时，熔敷速度为手工电弧焊的1.5倍，其他位置的焊接时，为手工电弧焊的3~5倍。
②飞溅小、焊缝成形好药芯中加入了稳弧剂，因此电弧稳定，飞溅小，焊缝成形好。
药芯焊丝电弧焊工艺
药芯焊丝电弧焊FCAW -SS Innershield®FCAW -GS Outershield®Copyright Ó2002-10 Lincoln Global Inc.12什么是FCAW-SS? FCAW-SS = 药芯焊丝电弧焊–自保护焊t Innershield ®焊接方法t 林肯电气公司研发的工艺方法t 其为管焊丝，管芯为焊剂成分，作用是保护焊缝成型。
t 大部分焊丝在DCEN （DC-）极性下运行，而一些在DCEP （DC+）下运行。
焊丝供给系统电源焊枪工件送丝机FCAW-SS –优点t可用于户外操作t无保护气体费用t熔敷率高FCAW-SS –优点t机械性能好Array t除烟有效t能够在较差钢材上进行焊接t全位置焊接FCAW-SS –局限性t飞溅物t焊渣（清洁时间）t再次起弧前需剪断焊丝端部6什么是FCAW-GS?FCAW-GS = 药芯焊丝电弧焊–气体保护t “双保护式”焊接方法t 其为管焊丝，管芯为焊剂成分t 配用外部的保护气体t 一般在DCEP （DC+）极性下运行。
保护气气源保护气调节器送丝机焊丝供给系统焊接电源焊枪FCAW-GS –优点t焊缝（珠）外观好Array t飞溅物很少，甚至无t熔敷率高t机械性能好FCAW-GS –优点t高效(90+%)t全位置焊接t能够沉积低氢焊缝9FCAW-GS –局限性t 烟雾t 需携带相关设施t 需在室内焊接t 有产生气疤的可能性t 需对保护气体t 高辐射热t 焊渣FCAW 焊接原理1011FCAW-SS 工作原理t 焊丝和工件之间的电弧熔化了焊丝和接头。
t 形成焊缝金属和焊渣t 因焊渣较熔融金属轻，故上浮于表面。
t DC 极性导电嘴工件电弧熔融的焊缝金属经固化的焊缝金属保护性焊渣自保护药芯焊丝绝缘导套电流导并FCAW-GS 工作原理t焊丝和工件之间的电弧熔化了焊丝和接头。
t形成焊缝金属和焊渣t因焊渣较熔融金属轻，故上浮于表面。
药芯焊丝电弧焊工艺方法
药芯焊丝电弧焊工艺方法药芯焊丝电弧焊的工艺方法，主要分为自保护药芯焊丝电弧焊和气体保护药芯焊丝电弧焊两种。
现代的自保护药芯焊丝电弧焊，可在最高风速为48km/h的施工现场使用，且能保证焊缝金属的力学性能符合相应的技术要求。
由于不需要外加保护气体，除了上述药芯焊丝电弧焊共有的优点，自保护药芯焊丝电弧焊还具有下列可利用的特点：1）省略了供气系统的设施和操作步骤，节约了与此相关的一切费用。
解决了施工现场供气困难的问题。
2）简化了焊枪和送丝机的结构，降低了这些设备的维修时间和费用。
3）省去了野外施工现场的挡风屏障，节省了由此引起的人力和物力。
4）可以采用较长的焊丝伸出长度（50~70mm），熔敷率更高、同时降低了焊接热输入。
5）操作工艺性好，可适应全位置焊接。
6）搭桥性好，可放宽焊件接缝组装间隙容差。
7）熔深较大，可用于窄坡口的焊接，提高了经济性。
8）焊前准备的辅助时间短，缩短了焊接生产周期，提高了总的焊接效率。
在早期，自保护药芯焊丝电弧焊的应用范围受到很大的限制，主要原因是焊缝的质量和力学性能达不到重要焊接结构提出的高要求。
近年来。
自保护药芯焊丝有了较大的发展，熔敷金属最高抗拉强度可达620MPa，-40℃低温的缺口冲击功，可满足不低于27J的要求。
目前自保护药芯焊丝电弧焊，不仅在一般钢结构制造中得到应用，而且在桥梁、船舶、大型石油、天然气储罐、管道和海上建筑等重要焊接结构中推广应用。
药芯焊丝电弧焊焊接参数药芯焊丝电弧焊的主要焊接参数有：焊接电流（送丝速度）、电弧电压、焊接速度及焊丝伸出长度（1）焊接电流药芯焊丝电弧焊与MIG/MAG焊相似；使用直流平特性焊接电源，焊接电流与送丝速度成正比关系，同时还取决于焊丝伸出长度。
加大焊接电流，提高焊丝的熔化速度和熔敷率；但过大的焊接电流会形成凸形的焊道，不仅加大了焊丝的消耗量，而且使焊道成形不良。
焊接电流与电弧电压之间存在一定的匹配关系。
随着焊接电流的提高，应适当增加电弧电压，以形成外形良好的焊道。
第7讲 药芯焊丝电弧焊简介
第7讲药芯焊丝电孤焊简介1概述药芯焊丝是继焊条、实芯焊丝之后广泛应用的又一类焊接材料，它是由金属外皮和芯部药粉两部分构成的。
使用药芯焊丝作为填充金属的各种电弧焊方法统称为药芯焊丝电弧焊。
通常用英文简称FCAW（Flux-Cored Arc Welding）表示。
1.1药芯焊丝的发展药芯焊丝最早出现在20世纪20年代的美国和德国。
但真正大量应用于工业生产是在50年代，特别是60、70年代以后，随着细直径（φ2.0mm以下）全位置药芯焊丝的出现，药芯焊丝进入高速发展阶段。
近几年发达国家药芯焊丝的用量约占焊接材料总量的20％～30％，且仍处在稳步上升阶段。
焊条、实芯焊丝、药芯焊丝3大类焊接材料中，焊条年消耗量呈逐年下降趋势，实芯焊丝年消耗量进入平稳发展阶段，而药芯焊丝无论是在品种、规格还是在用量等各方面仍具有很大的发展空间。
我国在60年代开始有关药芯焊丝的相关技术以及制造设备的研究。
80年代初，国内一些重大工程项目开始大量使用药芯焊丝（几乎全部为国外产品），对药芯焊丝的推广使用起到了推动作用。
80年代中期，我国开始引进药芯焊丝生产线以及产品配方，90年代初期，国产药芯焊丝生产线也具备了批量生产的能力。
近年来，国内药芯焊丝年消耗量接近万吨，占焊接材料总量的1％左右。
但国产药芯焊丝年产量仅2000t左右，不足焊材总产量的0.3％。
国产药芯焊丝无论是在品种还是产量都不能满足国内目前市场的需求。
然而从近几年国产药芯焊丝的发展趋势可以看出，国产药芯焊丝及其相关技术已经成熟，今后几年我国的药芯焊丝技术及应用也将进入高速发展阶段。
总之，药芯焊丝以其明显的技术和经济方面的优势将逐步成为焊接材料的主导产品，是21世纪最具发展前景的高技术焊接材料。
1.2药芯焊丝的分类药芯焊丝目前尚无统一的分类方法，一般公认的分类方法如下：l）按横截面形状分药芯焊丝的横截面形状可分为简单O形截面和复杂截面两大类（见图l）。
O形截面的药芯焊丝又分为有缝和无缝药芯焊丝。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
焊丝
24
Copyright Ó 2002-10 Lincoln Global Inc.
药芯焊丝分类
药芯焊丝
制造方法 保护气体
用途
药粉填充
有缝药芯焊丝
无缝药芯焊丝 气保护药芯焊丝 自保护药芯焊丝
CO2 Ar+ CO2
低碳钢、490MPa级钢用药芯焊丝 高强刚用药芯焊丝
耐热钢用药芯焊丝
低温钢用药芯焊丝
t以FCAW – SS 为基础研发而成。 tFCAW-GS 不如 FCAW-SS 敏感于焊接参数
30
FCAW-GS – 芯部元素
常见的芯部元素和其功能
t铝
还原和去氮
t钙
提供保护和成型焊渣
t碳
增加硬度和强度
t锰
还原和增加强度
t钼
增加硬度和强度
31
FCAW-GS – 芯部元素
常见的芯部元素和其作用
t镍
耐腐蚀钢用药芯焊丝 不锈钢用药芯焊丝 硬面堆焊用药芯焊丝
金属粉型 熔渣型
钛型 钛钙型
钙型
25
FCAW-SS – 焊丝
t其特点是焊丝的电气干伸长（E.S.O) 较长
一般为 ¾” – 3 ¾” 长度, 其公差为 +1/8”
t电气干伸长将造成电弧不稳定,飞溅物增加,Байду номын сангаас熔 深降低
t电气干伸长过短将造成电弧长度过长, 以及芯 部材料的过早熔化和激发，从而造成孔隙。
22
射滴过渡
t 过渡时,熔滴直径接近于焊丝直径,熔滴脱离焊丝沿焊 丝轴向过渡，形成熔滴抱着渣芯向下划的状态。
t 形成射滴过渡的原因是，使用Ar作为保护气体时， 弧根面积扩大并包围熔滴，使斑点压力和电磁收缩力 都有利于熔滴过渡，只有表面张力对熔滴过度起阻碍 作用。这种情况下，熔滴容易下落，并被电磁收缩力 ,等离子流力,重力等加速,形成射滴过渡。这时熔滴下 落的加速度远远大于细颗粒过渡时的加速度。采用比 射滴过渡更大的电流时,会出现射流过渡。
39
实心焊丝 AWS 分类
ER70S-X
焊材（Electrode） 焊丝 拉伸强度的最小值为70,000 psi 实心 化学成分, 还原剂含量 (硅,锰 和（或）铝、锆和钛 ） X=2,3,4,6,7 或 G
40
药芯焊丝 AWS 分类
焊丝 最小拉伸强度为 70,000 psi 焊接位置
(0= 平横焊位置 1= 全位置)
– 保护焊缝 – 成型焊缝（珠）形状 – 在非正常位置焊接时，将焊缝固定在位。
33
FCAW 保护气体
34
FCAW-GS – 保护气体
t二氧化碳 t氩/二氧化碳混合物
35
FCAW-GS – 保护气体
二氧化碳 t成本低 t喷射过渡少 t热辐射高 t熔深深 t焊缝金属强度小 t不容易产生气疤
36
FCAW-GS – 保护气体
还原、去氮和成型焊渣
28
FCAW-SS – 芯部成分的功能
t增强熔深率和熔敷率 即使在非正常位置时，也能够完成此功能。
t机械和冶金性能 t通过芯部的还原剂和去氮剂优化了熔池中的
金属。 t提供了焊渣覆层，其目的是：
保护焊缝 成型焊缝（珠）形状 在非平、横位置焊接时，托住熔池。
29
FCAW-GS – 焊丝
作用是保护焊缝成型。 t 大部分焊丝在DCEN（DC-）
极性下运行， 而一些在DCEP （ DC+）下运行。
焊枪
送丝机 焊丝供给系统
电源
工件
2
FCAW-SS – 优点
t 可用于户外操作 t 最大程度地减少了重新
起弧的次数 t 无保护气体费用 t 熔敷率高
3
FCAW-SS – 优点
t机械性能好 t除烟有效 t能够在较差钢材上进
21
细颗粒过渡
t在CO2气体保护情况下,随着焊接电流的增加, 斑点面积也增加,熔滴所受的等离子流力和电 磁力增加,熔滴过渡频率也增加。相同电流、 电压情况下,药芯焊丝的熔滴尺寸比实芯焊丝 小,这说明药芯焊丝比实芯焊丝容易形成细颗 粒过渡。药芯焊丝的这种过渡形式飞溅较少, 电弧稳定,焊缝成形好,所以在生产和试验中得 到广泛应用。也就是说,细颗粒过渡是药芯焊 丝熔滴过渡的主要形式。
药芯焊丝电弧焊
FCAW - SS Innershield®
FCAW - GS Outershield®
1
Copyright Ó 2002-10 Lincoln Global Inc.
什么是 FCAW-SS?
FCAW-SS = 药芯焊丝电弧焊 – 自保 护焊
t Innershield® 焊接方法 t 林肯电气公司研发的工艺方法 t 其为管焊丝，管芯为焊剂成分，
管状 (管焊丝) 工艺和性能
E7XT-Y
41
常见缺陷
t药芯焊丝电弧焊常见的缺陷有气孔、咬边、 夹渣、焊瘤、未融合、未焊透、未焊满、裂 纹等。
42
Thanks!
谢 谢！
43
行焊接 t全位置焊接
4
FCAW-SS – 局限性
t烟雾 t飞溅物 t焊渣（清洁时间） t再次起弧前需剪断焊
丝端部
5
什么是 FCAW-GS?
FCAW-GS = 药芯焊丝电弧 焊 – 气体保护
t “双保护式” 焊接方法
t其为管焊丝，管芯为焊剂 成分
t配用外部的保护气体
t一般在DCEP（DC+） 极性下运行。
t(CV) 电源 t等速送丝机
t电压感测送丝 机
t要求特定的高要求焊 丝
t符合标准质量的焊接 过程
t所有 FCAW – GS 焊 丝
恒流 t不建议使用 tCC 电源 t电压感测送丝机
t只适用于一般制造
• 不适合备有符合
标准的工件
• 不适合特定的高
要求焊丝
• 不适合FCAW –
GS 焊丝
18
熔滴过渡
9
FCAW 焊接原理
10
FCAW-SS 工作原理
t焊丝和工件之间的电弧 熔化了焊丝和接头。
t形成焊缝金属和焊渣
t因焊渣较熔融金属轻， 故上浮于表面。
tDC 极性
电流导并
保护性焊渣 经固化的焊缝金属
11
自保护药芯焊丝
绝缘导套 导电嘴 电弧 工件 熔融的焊缝金属
FCAW-GS 工作原理
t焊丝和工件之间 的电弧熔化了焊 丝和接头。
t 恒压电源 （CV） t 等速送丝机 t 焊枪和电源 t 自保护药芯焊丝
14
FCAW-GS – 设备的组成
t 恒压（CV）电源 t 等速送丝机 t 焊枪和电缆 t 保护气体装置和气瓶 t 气保护药芯焊丝
15
电源输出 – 恒压
t焊接回路由电源、送丝 机、工件和焊丝电缆/导 线组成。
t电压与电弧长度成比例
26
FCAW-SS – 芯部成分
常见的芯部元素和其作用
t铝
还原和去氮
t钙
提供保护和成型焊渣
t碳
增加硬度和强度
t锰
还原和增加强度
t钼
增加硬度和强度
27
FCAW-SS – 芯部元素
常见的芯部元素和其作用
t镍
改善硬度、强度、韧性和抗腐蚀性
t钾
稳定电弧并形成焊渣
t硅
还原并形成焊渣
t钠
稳定电弧并形成焊渣
t钛
改善硬度、强度、韧性
和抗腐蚀性
t钾
稳定电弧并形成焊渣
t硅
还原并形成焊渣
t钠
稳定电弧并形成焊渣
t钛
还原、去氮和成型焊渣
32
FCAW-GS – 芯部成分的功能
t增强熔深率和熔敷率 即使在非正常位置时，也能够完成此功能
。 t机械和冶金性能 t通过芯部的还原剂和去氮剂优化了熔池中的
金属。 t提供了焊渣覆层，其目的是:
19
短路过渡
当电流较小的时候（<200A），熔滴长大并与 熔池接触短路，最后熔滴与焊丝断开进入熔 池，并重新引燃电弧的过程。
20
大滴排斥过渡
当焊接电流较小和电弧电压较高(160A,30V)时, 弧长较长,熔滴不易与熔池短路。因电流较小, 弧根面积的直径小于熔滴直径,熔滴与焊丝之 间的电磁力不易使熔滴形成缩颈。斑点压力 也阻碍熔滴过渡。随着焊丝的熔化,熔滴长大, 其重力克服表面张力的作用形成大滴状熔滴 过渡
保护气调节器 送丝机
焊丝供给系统
焊枪
焊接电源
保护气气源
6
FCAW-GS – 优点
t 焊缝（珠）外观好 t 飞溅物很少，甚至无 t 熔敷率高 t 机械性能好
7
FCAW-GS – 优点
t 高效(90+%) t 容易重新起弧 t 全位置焊接 t 能够沉积低氢焊缝
8
FCAW-GS – 局限性
t 烟雾 t 需携带相关设施 t 需在室内焊接 t 有产生气疤的可能性 t 需对保护气体 t 高辐射热 t 焊渣
t形成焊缝金属和 焊渣
t因焊渣较熔融金 属轻，故上浮于 表面。
tDC 极性
保护性焊渣 经固化的焊缝金属
12
药芯焊丝电极 电流导并
保护气体进入
电弧
焊丝导管和导电嘴 喷嘴 保护气气体
工件
熔融的焊缝金属
电气干伸长与外伸长的比较
焊枪导管（嘴） 绝缘导套 导电嘴
焊丝
电弧
电气干伸长
外伸长 工件
13
FCAW-SS – 设备的组成
38
药芯焊丝的质量要求
（2）外部质量 t 焊丝表面要清洁，应祛除拉拔生产过程中附着于焊丝
表面的润滑剂，油污等。 t 焊丝表面是镀铜的，其作用有三：一是防止生锈，便
于保存。二是改善导电性能；三是降低送丝阻力。对 焊丝镀铜的要求一是要牢固，二是不能太厚。 t 焊丝应规则的层绕成盘，以便于使用。同时焊丝不 允许有折弯处，否则会影响送丝稳定性。 t 焊丝应该具有一定的硬度，过软的焊丝当送丝阻力 稍微大的时候就会出现送丝不稳现象，影响焊接质量 ，细丝尤其如此。