钛型渣系气保护药芯焊丝研究进展
药芯焊丝的发展动态研究
药芯焊丝的发展动态研究药芯焊丝是一种新型焊接材料，为近年来迅速发展的一种新型焊接材料，以其生产效率高、工艺性能好、焊接质量好、力学性能高著称，本文简要分析了药芯焊丝的发展优势、生产工艺流程和发展趋势。
标签：药芯焊丝焊接焊机焊条1 药芯焊丝的优势药芯焊丝是在很细的金属管内充填能改善焊接性能，提高焊接质量，加快金属熔敷速度的药粉而生产的自动化焊接新材料。
药芯焊丝主要技术经济特点有以下几方面：1.1 生产效率高药芯焊丝可以连续自动化或半自动化焊接，大大缩短了更换焊条、引弧和收弧等辅助时间。
由于药芯焊丝断面通电面积小，在相同电流下，药芯焊丝焊接电流密度大，产生的焦耳热增多，故熔敷速度高。
药芯焊丝生产效率是手工电焊条的3～5倍，或是实芯焊丝的1～2倍。
1.2 焊接质量好药芯焊丝可以方便地调整熔敷金属的化学成份，进而改善焊缝的力学性能，采用药芯焊丝可以得到与焊接母材相匹配的化学成份和力学性能。
除结构钢焊丝外，可以方便地生产高强度钢焊丝、不锈钢焊丝、堆焊焊丝等。
1.3 综合成本低药芯焊丝由于利用率高，焊丝熔敷速度快，焊丝消耗的熔敷金属量小，人工工时费用低。
因而药芯焊丝与手工焊条、实芯焊丝相比，综合成本低。
药芯焊丝的出现，适应了焊接生产向高效、低成本、自动化、智能化生产发展的趋势。
因而在工业发达国家得到了快速的发展。
而我国药芯焊丝的工业化生产和应用，以九十年代末才开始。
近几年，造船、重型机械、石油、化工等行业逐步认识到药芯焊丝的优越性能，使用量越来越多。
国外工业发达国家，药芯焊丝作为焊接材料的用量越来越大，美国药芯焊丝用量达到了焊材总量的40%以上；日本已达到了35%，欧洲工业发达国家也已达到了30%。
我国采用药芯焊丝是从为国外造船开始，现在已波及到船舶制造、重型机械、机车车辆、铁路大桥、冶金、石油化工等行业。
据有关统计资料表明，2000年我国药芯焊丝用15000吨全部依靠进口。
按照焊接行业规划要求，到2005我国药芯焊丝的用量争取达到焊材总量的5%，即5万吨。
药芯焊丝生产工艺及设备的国内外进展
药芯焊丝生产工艺及设备的国内外进展【摘要】该文就国内外药芯焊丝的生产状况展开分析，实现其国内外生产技术环节、设备应用环节等的探究，以满足现实工作的需要，实现现实公司的药芯焊丝生产体系的优化，实现其内部各个环节的有效协调。
【关键词】药芯焊丝存在问题设备管理生产优化进展探究1 药芯焊丝的应用状况（1）药芯焊丝是一种良好的焊接材料，这与其良好的运营优势有关，其具备比较高的生产效率，在焊接过程中，能保证产生的质量，实现其成本环节的有效控制，其具备良好的现实应用性。
随着时代的发展，药芯焊丝应用体系不断得到优化，这几年来说，药芯焊丝应用逐渐普及到了社会生活的各个领域，在国际社会上也拥有比较高的知名度。
随着工业经济的发展，焊材不断被得到应用，无论是焊材总量还是应用规模都在不断扩大。
随着现代化经济的发展，造船工业、石油化工工业的发展，实现了对药芯焊丝需求的增加，这大大推动了药芯焊丝产业链条的完善发展。
早期的药芯焊丝应用技术是不成熟的，无论是其制造方法还是其他的应用渠道都是比较狭窄的。
随着科学技术的发展，无缝型药芯焊丝不断得到应用，实现了现实工作效益的提升。
这种焊丝实现了无缝钢管的应用，进行其长度的适当截取，在应用过程中，进行管内芯丝或者其他材料的补充，最后再进行管子两端的封闭，实现其药芯焊丝制作模式的优化。
（2）在药芯焊丝的早期制作过程中，通过对模拔的应用，实现其焊丝的成形，这主要需要应用到拉丝模，通过挤压力的影响，进行成形，最近实现膏状涂料模式的应用，实现药粉的直接添加，在此应用前提下，这种截面焊丝是比较复杂的，但是其具备一定的应用效益，能够保证避免出现电弧不集中的现象，实现对熔滴过渡特性的减轻。
2 药芯焊丝生产工艺及其设备的发展研究（1）随着国际药芯焊丝生产技术的进步，一系列的新型药芯焊丝制作模式不断优化，也诞生了一系列的新型应用设备。
我们按照药芯焊丝的结构特点，可以进行有缝及其无缝型的药芯焊丝的制作。
我们通过对其原材料应用的划分，也可以进行相关制造工艺的分类，比如盘元法、冷扎带钢法等，通过其成形的特点，可以进行全连轧法、分模拔法的分析。
【doc】熔渣成分对气保护不锈钢药芯焊丝脱渣性影响的研究
熔渣成分对气保护不锈钢药芯焊丝脱渣性影响的研究_30材料工程/2003年1期熔渣成分对气保护不锈钢药芯焊丝脱渣性影响的研究StudyonEffectsofCompositionandMicrostructure ofSlagontheSlagDetachabilityofGas—shielded FluxCoredWireforStainlessSteel栗卓新,蒋建敏,魏琪(北京工业大学,北京100022)LIZhuo—xin,JIANGJian—min,WEIQi (BeijingPolytechnicUniversity,Beijing100022,China)摘要:用EDAX和SEM研究了熔渣成分和显微组织对气保护不锈钢药芯脱渣性的影响,结果表明,熔渣中金红石与石英的比例对熔渣的微观组织结构有较大影响.当TiO./si0.约为6.0,脱渣性最好.当TiO/si0在1.6～3.2区间变化时,脱渣性最差.同时确定了TiO一SiO一MnO渣系的气保护不锈药芯焊丝的最佳脱渣区.关键词:不锈钢;药芯焊丝;脱渣性中图分类号:TG444.72文献标识码:A文章编号:1001—4381(2003)01—0030—04Abstract:Effectsofcompositionandmicrostractureoftheslagontheslagdetach abilityofgas—shieledflux—coredwireforstainlesssteelwerestudiedbymeansofEDAXand SEM.TheresultsshowthattheratioofTiO2/SiO2hasanobviouseffectontheslagmicrostructure. ThedetachabilityisexcellentwhenTiO2/SiO2is6.0,ItistheworstwhenTiO2/SiO2isbetween1.6～3.2.Finally, theoptimumzoneofslagdetachabilityofgasshieldedflux—coredwireforstain lesssteelinTiO2一SiO2-MnOslagsystemiSdetermined.Keywords:stainlesssteel;gas—shieldedflux—coredwire;slagdetachability 气保护不锈钢药芯焊丝电弧焊是高效低成本自动化的不锈钢结构制造技术.在发达国家,已占焊材的30以上,有近50的不锈钢设备是采用气保护不锈钢药芯焊丝电弧焊制造的.根据不锈钢焊接的特点及应用场合,脱渣性,飞溅及焊缝成型是重要的工艺性能指标.不锈钢药芯焊丝由于其含铬量高,易在熔渣中形成CrO.等尖晶石氧化物,因此脱渣困难.而脱渣性好坏直接影响焊缝质量,焊接生产率及焊工劳动强度.目前国内外很少进行气保护不锈钢药芯焊丝工艺性能理论的研究,尚未见到文献报道.在外界条件一定时,物质的性质取决于物质的内部构造.这种构造就是组成物质的粒子种类和分量,以及它们在运动中的排列方式,即物质的成分及组织结构.因此,可以说熔渣的脱渣性是由熔渣的化学成分及微观组织结构决定的.不同渣系的熔渣具有不同的微观组织结构;同一渣系的熔渣,其化学成分发生变化,微观组织结构也发生变化.在大量的工艺试验的基础上发现,药芯中金红石与石英的比例对熔渣的微观组织结构影响较大.因此,本工作在酸性渣系内选择了四种具有代表性的熔渣.采用扫描电镜,研究了熔渣化学成分,熔渣微观组织结构对脱渣性的影响.确定了TiO一SiO一MnO渣系的气保护不锈钢药芯焊丝的最佳脱渣区.1试验方法及试验条件药芯焊丝的脱渣性试验采用平板堆焊及45.V规定评定脱渣性.钢球重3000g,以初速度为零的自由落体状态锤向试板背面,平板堆焊时焊后停留1min后锤击,试验架高度500mm.坡口内焊接时,试验架高度调至1000mm,堆焊后立即用钢球砸击焊道背面,第一层时砸5次,第二层以后砸3次.本研究在酸性渣系内选择了四种具有代表性的熔渣.焊后收集熔渣,用EDAx分析熔渣化学成分,用SEM观察熔渣形貌,研究熔渣化学成分,熔渣微观组织结构及其与脱渣性的关系.2试验结果四种熔渣表面的EDAX成分分析结果见表1,相应的熔渣内表面(邻焊缝面)SEM微观形貌见图1.表2是四种熔渣内表面各相EDAX成分分析结果.四种熔渣内表面各相的显微组织特征及其脱渣率见表3.从表1熔渣化学成分分析结果可以看出:四种焊丝熔熔渣成分对气保护不锈钢药芯焊丝脱渣性影响的研究31 渣内表面化学成分相差较大,其中变化最明显的是TiO及SiO:.从1到4内表面的SiO:量逐渐增加,而TiO量逐渐减少;四种熔渣外表面的化学成分极为接近,均是由MnO为主的氧化物构成.比较内外表面化学成分,差别最大的是MnO,TiO.,siO及CrO..外表面的MnO,SiO含量明显高于内表面,而内表面TiO:,cr:().含量明显高于外表面.从表2可以看出,熔渣内表面的白色第二相与黑色基体相的成分比较接近,主要成分均是TiO一SiO.一MnO—Cr:O.. 由表3可以看出,TiO:/SiO:比例对熔渣内表面的显微组织结构及脱渣性影响较大1.,4.脱渣性好.3分析与讨论3.1熔渣化学成分对熔渣微观组织结构特征的影响由表1可知熔渣内外表面化学成分差别大,其原因一方面是由于脱氧产物的密度小于液态焊缝金属的密度,所以氧化物在液态金属及液态熔渣中上浮.细小球状液态或固态质点在互不相溶的第二液相介质中上浮的速度,遵守斯托克斯定律,可用下式表示:V一吾×号r.()式中:g为重力加速度;为液体的粘度;,为液体,脱氧产物的密度;r为脱氧产物的半径.脱氧产物密度的减小及半径的增大均有利于脱氧产物的上浮.MnO及TiO:.的密度小于SiO:.MnO及SiO:在液态时可聚合为尺寸较大的质点,因此有利于MnO及SiO:上浮.另一方面,液态熔渣与正在结晶的焊缝金属表面还要继续进行反应,反应产物则表1熔渣内表面(邻焊缝面)及外表面的EDAX成分分析结果(质量分数,)Fable1CompositionofinnerandoutersurfaceofmeltingslagbyEDAX(massfr action,)TiO2SiO2MnOCr203ZrO2NaO2AI203K2()CaOBi2()3MgOFeO1内表面49.068.25】6.45】3.343.】74.324.020.70O.4】0.O2O.O】0.492内表面38.4112.4216.5216.304.255.384.560.920.37O.O90.02O.57 3内表面3O.O318.5317.3215.215.O26.425.900.550.310.130.04O.31 4内表面24.412O.8818.1917.635.486.125.040.850.240.160.060.72 1外表面18.9916.363O.3610.482.255.405.640.261.04O.OO4.145.08 2外表面17.1617.423O.8810.172.455.495.340.360.59O.OO3.164.98 3外表面17.4920.3731.429.983.786.025.920.290.76O.OO3.174.78 4外表面l6.6O22.2730.838.134.646.004.590.090.160.O02.024.09图1熔渣的SEM微观形貌(a)1内表面;(b)2内表面;(c)3内表面;(d)4内表面Fig.1MicrostructureofslagbySEM(a)1innersurface:(b)2innersurface;(c)3innersurface;(d)4innersurface是在金属表面及熔渣内表面间形成氧化膜,直到熔渣凝固为止.如果焊缝中存在对氧具有较大亲合力的合金元素,由于其选择性的氧化作用,所形成的中间层就是这些元素的氧化物,因此使得表1中熔渣内表面的CrO.含量明显高于熔渣外表面.从图la,b,C,d可以看出:四种熔渣内表面微观组织结构相差较大.因此熔渣化学成分对熔渣微观组织结构的影响较大.同时可以看出,熔渣内表面的微观组织形貌具有不均匀性.每种渣的内表面均是由三种相组成,即黑色基体相,白色第二相及白色球状相.其中白色第二相的数量最多,它组织结构的变化使熔渣的微观形貌产生变化.由表2可见,熔渣内表面的白色第二相与黑色基体相的成分比较接近,主要成分均是TiO:一SiO:一MnO—CrO..2,3.,4熔渣内表面的第二相分两种结构,两种结构中TiO及SiO相对含量发生变化. 白色球状相主要成分均为FeO.由表3可见,2熔渣内表面,TiO/siO约为3.1,TiO相对含量下降,而SiO含量增加,熔渣内表面第二相由两种组织构成,一种为树枝状组织,另■32材料工程/2003年1期一种为石花状组织l_2].3熔渣内表面TiO./siO:约为1.6,第二相为白色羽毛状组织及孤岛状组织组成,羽毛状组织细小,数量多,密度大,而孤岛状组织尺寸大,数量少.前者TiO:与siO:比例与基体相当,后者TiO.与SiO:比例下降至接近1.4,白色球状相数量相对较多,尺寸较大.4熔渣内表面TiO./SiO:约为1.2,熔渣第二相为连续的网络玻璃状组织,占第二相中较大的数量,网络分割的部位则为石花状组织. 白色球状相尺寸较大,数量较多.可以看到随TiO.比例的下降,第二相中粗大的棒束状组织逐渐细化成较小的树枝状组织,进而变成更细小的羽毛状组织;随siO比例的增加,第二相中细小的石花状组织逐渐变成尺寸较大的孤岛状组织,进而变成连续的网络状玻璃相组织.综上所述,熔渣的化学成分对熔渣的显微组织结构有较大的影响,在本研究的气保护不锈钢药芯焊丝的酸性渣系内,熔渣中TiO与SiO相对含量对熔渣的微观组织结构影响最大口].表2熔渣内表面各相化学成分(质量分数,)Table2Phasecompositionsintheinnersurfaceoftheslag(massfraction,%) TiO2siO2Mn0Cr2O3Zr02NaO2AI2O3K20CaOBi2o3MgOFeO1黑色基底相5O.987.5913.9714.424.O84.184.170.120.45O.O2O.000.02 白色第二相49.O28.1212.0714.534.544.973.920.070.480.00O.O20.00白色球状相10.000.470.007.591.433.172.070.000.000.000.0075.32黑色基底相40.3211.3215.784.3O5.526.734.920.700.310.04O.O50.28 白色树枝第二相39.4711.5817.4115.424.375.624.870.340.470.06O.000.39白色石花第二相2O.1819.7216.3016.015.926.094.360.450.490.05O.O10.42白色球状相10.820.120.008.181.542.980.980.000.000.000.0075.33黑色基底相31.4716.5218.6414.215.976.046.070.430.380.09O.000.17白色羽毛第二相28.9618.5619.0314.886.475.875.170.600.200.140.040.18白色岛状第二相29.982O.7217.513.983.986.625.250.530.300.170.010.12白色球状相8.210.420.009.872.044.O20.820.000.000.000.0074.54黑色基底相25.7324.9618.989.219.O27.014.010.740.250.090.000.01 白色网络第二相24.8822.8918.218.989.998.O95.860.680.230.160.000.03白色石花第二相26.432O.1717.658.628.898.634.940.690.310.040.010.01白色球状相11.530.380.009.120.082.091.240.000.000.000.0073.7表3四种熔渣内表面各相的显微组织特征Table3Characteristicofmicrostructureininnersurfaceoffourtypesofslag组织特征TiO2/SiO2主要组成物脱渣率%白色第二相白色球状相16l1粗大长棒束晶体尺寸较小数量较少TiO2一CrzO3一MnO—SiO2100TiO2一MnO—Cr203一SiO223.1{1粗大树枝+石花状晶体尺寸较小数量较少85.8TiO2一SiOz—MnO—CrzO3TiOz—MnO—SiOz—CrzO331.6{1细小羽毛+孤岛状晶体尺寸较大数量较多64.4TiO z—SiOz—MnO—CrzO3TiOz—SiOz—MnO—CrzO341.2l1连续网状玻璃相尺寸较大数量较多99.0TiO2一SiO2一MnO—Cr2O33.2熔渣化学成分和微观结构对脱渣性的影响熔渣脱渣性的本质就是熔渣质点内部结合力及熔渣与焊缝金属间结合力的综合体现.凡是减弱熔渣与金属间结合力及增强熔渣质点内部结合力的因素均会改善脱渣性.TiO:含量高的酸性渣趋向于形成棒束状及树枝状晶体组织,而siO:含量高的渣趋向于形成非晶体玻璃状组织.在钛型酸性渣系中,随着含钛量增加,熔渣中钛酸盐的含量也随着增加,且钛酸盐以FeTiO和crTiO等形式存在n].当熔渣中钛量较高时,熔渣的微观组织呈方向性较强的棒束状,见图1a.这种粗大的较长的棒束状组织的结晶方向垂直于等温线,而沿焊接方向并呈一定角度指向焊缝中心,因此增加了固态熔渣的纵向结合力,增加了熔渣质点间纵向内聚熔渣成分对气保护不锈钢药芯焊丝脱渣性影响的研究33 力,使熔渣整体脱离焊缝金属.同时由于晶粒粗大,增大了熔渣组织的不均匀性,从而使熔渣在结晶过程中产生较大的内应力而使熔渣产生横向裂纹,使熔渣成段脱落,轻碰即可脱离焊缝金属,脱渣性极佳.随着熔渣中TiO含量的减少,SiO含量的增加,由于SiO.趋向于形成玻璃状非晶体组织,打乱了TiO棒束状组织的方向性,并使粗大组织细化成较小的树枝状晶体,进一步细化成细小的羽毛状组织,同时由于SiO.量还不足以形成连续的网络玻璃状组织,从而形成了图1b的树枝状晶体组织和石花状组织及图1c的羽毛状组织和孤岛状组织.由于这些细小组织交叉分布,方向性差,熔渣内部结合力较弱,焊后渣壳自身先破碎,部分渣在冷却过程先蹦离焊道, 另一部分渣则粘在焊道上,造成严重的粘渣.因此这一成分范围的熔渣脱渣性极差.随着熔渣中TiO.量继续下降,SiO.含量继续增加,直到SiO.含量足够多以形成连续的网状玻璃相组织,如图1d,这时熔渣整体性强,内部结合力较大, 渣壳密实,熔渣整体脱离焊缝金属,脱渣性较好.分析表3中熔渣内表面白色球状相对脱渣率的影响可以认为]:白色球状相的主要成分是FeO,而FeO造成粘渣则主要是因为FeO的品格结构为体心立方晶格,FeO搭建在焊缝金属中的a—Fe立方晶格上,从而使熔渣牢固地粘在焊缝表面上造成粘渣.综上所述,当熔渣内表面TiO./SiO.约为6.0时,熔渣内表面第二相为粗大的棒束状组织,熔渣的脱渣性最好,脱渣率达100.焊接工艺试验中发现,这种成分熔渣焊后渣壳整体脱落,并伴有横向裂纹, 一碰即脱.TiO./SiO:在一定范围内变化,熔渣微观组织均为粗大的棒束状,脱渣性好,当TiO:/SiO约为3.1时,熔渣内表面第二相为树枝状晶和石花状晶双相组织,脱渣性不好,熔渣不能整体脱落,有部分微小粘渣.当TiO:/SiO约为1.6时,熔渣内表面第二相为细小羽毛状晶和孤岛状晶双相组织,脱渣性最差,当TiO/SiO:约为1.2时,熔渣内表面为连续的网络状玻璃状组织,熔渣整体脱落,脱渣性好,脱渣率达999/6.四种熔渣的白色球状相对脱渣率的影响无规律性.1熔渣与2熔渣的白色球状相均为尺寸较小,数量较少,但两者脱渣率有差别;3熔渣与4熔渣的白色球状相均是尺寸较大,数量较多,但两者的脱渣率却差别较大.熔渣质点间结合力足够大,以使熔渣能整体或成段脱离焊缝金属是脱渣性优良的关键,否则,熔渣自身先破碎,产生蹦渣,从而造成粘渣,使熔渣的脱渣性恶化,白色球状相对脱渣性的影响要视熔渣整体结构而定,熔渣整体性强内聚力大, 白色球状相对脱渣性影响不大,反之熔渣整体性差则白色球状相对脱渣不利,产生粘渣.4结论(1)熔渣内外表面化学成分差别大,其原因一方面是由于脱氧产物的密度小于液态焊缝金属的密度, 氧化物在液态金属及液态熔渣中上浮;另一方面是由于焊缝中存在对氧具有较大亲合力的合金元素,发生选择性的氧化作用,在金属表面及熔渣内表面间形成氧化膜.(2)熔渣化学成分对熔渣的外表面微观组织形貌影响不大,熔渣的外表面均为等轴状晶体;而对熔渣内表面微观组织结构影响较大.熔渣内表面的微观组织形貌具有不均匀性.每种渣的内表面均是由三种相组成,即黑色基体相,白色第二相及白色球状相. (3)TiO./SiO.比值是通过影响熔渣微观组织结构而影响脱渣性的.TiO./SiO.从6.0下降到1.2,熔渣内表面的显微组织结构发生较大的变化.当TiO./ SiO.约为6.0,熔渣内表面第二相为具有较强方向性的粗大的树枝状组织,密度大,数量多,而白色球状相则尺寸小,脱渣性最好.而当TiO/Si0从1.6到3.2变化时时,熔渣为细小,交错,不连续的羽毛晶,针状晶及孤岛状组织,熔渣内部质点问结合力弱,整体性差,脱渣性差.当TiO./SiO.约为1.2时,熔渣内表面为连续的网络状玻璃状组织,熔渣整体脱落,脱渣性好,脱渣率达99.参考文献[1]孟庆森,钛铁矿焊条脱渣性改善的研究[J],焊接,1993(7):2—5.[2]PokhodayaI.K.Theinteractionofmoltenslagwithweldpool metalandthepeculiaritiesoftheslagcrustadhesionmechanism[A].In:weldpoolchemicalmetallurgyandmeta[C].London: BritishWeldingSociety.1980133—39.[3]LiZhuoxin.Studyoneffectsofphysicalandchemicalproperties ofmeltingslagondetachabilityofSSFCE(Chinese)[J].Journal ofMechanicalEngineering.1996,9,(3):254 (260)[4]MasaharuKumagai,eta1.Fundamentalstudiesonslagadher—encetosubmergedarcweldment[J].TransofJwS.1986,17(2):7—11.[5]LiZhuoxin.Studyonslagdetachabilityandstickslagmechanism ofSSFCE[J].TransactionsofTianjinUniversity,1997(1):79—84.基金项目:北京市优秀人才项目(1090301—02);北京市自然科学基金(2022006)资助项目收稿日期:2002—09—13;修改日期:2002—11-O1作者简介:栗卓新(1963一),男,博士,北京工业大学材料学院副教授. 研究方向:高效,低成本,自动化的焊接技术..承担并完成国家及省部级十多项科研课题,发表论文四十多篇,联系地址:北京工业大学材料学院(100022).。
新型的焊接材料药芯焊丝的研究与分析
2018年 7月上 世界有色金属183前沿技术L eading-edge technology收稿时间：２０１８－０６作者简介：王超，男，生于１９６９年，湖南长沙人，本科，工程师中级，研究方向：焊接设备、焊接工艺及材料。
新型的焊接材料药芯焊丝的研究与分析王 超（兰州电机股份有限公司，甘肃 兰州 ７３００５０）摘 要：随着焊接工艺的快速发展，在焊接领域中，出现了一种新型的焊接材料——药芯焊丝，在实际使用过程当中，有着极大的优势，而本文主要从药芯焊丝概述入手，对药芯焊丝的优势，焊剂成分的各种功能以及我国药芯焊丝的发展情况四个方面展开详细的分析，以下为详细的内容。
关键词：焊接材料；药芯焊丝；优势；研究分析中图分类号：ＴＧ４５４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０１８）１３－０１８３－２Research and analysis of new flux cored wire for welding materialWANG Chao（Ｌａｎｚｈｏｕ ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｍｉｔｅｄ ｂｙ Ｓｈａｒｅ Ｌｔｄ，Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００５０，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒａｐｉｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｗｅｌｄｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ａ ｎｅｗ ｔｙｐｅ ｏｆ ｗｅｌｄｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ， ｆｌｕｘ－ｃｏｒｅｄ ｗｉｒｅ， ｈａｓ ａｐｐｅａｒｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｆｉｅｌｄ ｏｆ ｗｅｌｄｉｎｇ， ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ｇｒｅａｔ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｕｓｅ ｐｒｏｃｅｓｓ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｍａｉｎｌｙ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｆｌｕｘ－ｃｏｒｅｄ ｗｉｒｅ， ｖａｒｉｏｕｓ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｆｌｕｘ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｆｌｕｘ－ｃｏｒｅｄ ｗｅｌｄｉｎｇ ｉｎ Ｃｈｉｎａ． Ｆｏｕｒ ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｓｉｌｋ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ． Ｔｈｅ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ａｒｅ ｔｈｅ ｄｅｔａｉｌｓ．Keywords: ｗｅｌｄｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ； ｆｌｕｘ ｃｏｒｅｄ ｗｉｒｅ； ａｄｖａｎｔａｇｅｓ； ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ焊接材料对于焊接质量有着直接的决定作用，在焊接的过程当中，也需要注意焊接材料和焊接技术的匹配性，主要原因在于，如果焊接材料和焊接技术不匹配，那么将会直接降低焊接的质量。
钛型药芯焊丝药粉的流动性与均匀性研究的开题报告
钛型药芯焊丝药粉的流动性与均匀性研究的开题报告一、研究背景及意义随着材料科学技术的不断发展，钛合金材料在航空、航天、汽车、医疗等领域得到了广泛应用。
其中，钛合金的连接技术是其应用中不可或缺的一环，而如何选择合适的焊接材料和焊接工艺，对钛合金材料的连接质量至关重要。
目前，钛型药芯焊丝已成为钛合金材料焊接领域的主要焊接材料，其优点是焊接效率高、耗材少、成本低等。
然而，钛型药芯焊丝的药粉流动性和均匀性对焊接质量和效率有着重要的影响。
药粉流动性不好会导致焊接过程中焊接缝处的药芯流动不畅，从而使焊接表面质量不佳；药粉均匀性不好会导致焊接过程中加热不均匀，从而使焊缝结构出现缺陷，影响焊接强度和耐热性。
因此，如何研究钛型药芯焊丝药粉的流动性和均匀性，对提高钛合金材料焊接质量和效率具有重要的实际意义。
二、研究内容和方法本研究旨在探究钛型药芯焊丝药粉的流动性和均匀性，并采用多种方法进行研究和分析。
具体内容和方法如下：1. 分析钛型药芯焊丝药粉中的成分和物性，确定药粉的基本属性。
2. 采用粉末流动性检测仪对钛型药芯焊丝药粉的流动性进行测试，并对药粉的流动过程进行微观观察和分析。
3. 通过扫描电子显微镜等现代化仪器对钛型药芯焊丝药粉的形貌和成分进行分析，研究药粉的断口形态和组成成分等。
4. 采用荧光显微镜等技术对钛型药芯焊丝药粉的均匀性进行测试和分析，研究药粉在焊接过程中的分布情况和均匀性变化规律。
5. 结合实际焊接过程，对钛型药芯焊丝药粉的流动性和均匀性进行综合评价和分析，并提出合理的药芯配方和焊接工艺优化建议。
三、预期成果及意义本研究将通过对钛型药芯焊丝药粉流动性和均匀性的研究，揭示药粉在焊接过程中的变化规律和影响因素，并提出合理的药芯配方和焊接工艺优化建议，从而提高钛合金材料焊接的质量和效率。
预计取得的主要成果和意义如下：1. 研究钛型药芯焊丝药粉的基本属性和特点。
2. 揭示药粉流动性和均匀性的变化规律和影响因素。
药芯焊丝的现状及发展(网上汇总)培训资料
药芯焊丝的现状及发展(网上汇总)中国药芯焊丝产业现状及发展调研报告技术开发部李昌药芯焊丝的现状及发展调研报告1 世界药芯焊丝的发展概况药芯焊丝也称粉芯焊丝或管状焊丝，早在1920年就曾被提出过，试图以涂料粉末覆盖电弧焊接熔池，但这个想法并未完全实现，而被涂药焊条和埋弧焊剂取代了。
最早的药芯焊丝专利是1926年由SSTOODY提出的，其焊丝的断面形式是管形的，其包皮是由薄钢带制成，芯部药粉的填充系数较高，直到现在这种形式的药芯焊丝仍有应用。
1927年由DWORZAK提出了一种类似电焊条的药芯焊丝，其填充系数较小，现在已不应用这种形式。
尽管在1940年已经知道焊接过程要防止来自于空气中的氮的危害，但直到1953年才采用CO2作保护气体，同时配合少量渣保护即可得以满意的焊缝质量。
1958年焊接时不用外加气体的自保护药芯焊丝研制成功。
随着拉拔技术的提高，到60年代具有多种性能的药芯焊丝已出现并得到应用。
早期研制生产的药芯焊丝直径仅为φ4.0mm、φ3.2mm、φ2.4mm等粗丝，电弧特性极差，药芯松散，填充额度低，松装比小，造成药芯的保护作用欠佳，近切需要发展小直径的药芯焊丝，相继出现了φ2.0mm、φ1.6mm的细丝药芯焊丝，第一代商品药芯焊丝出现于上世纪50年代的美国，而药芯焊丝的真正高速发展是在80年代，以日本研发出细直径φ1.2mmCO2气保护船用药芯焊丝为标志，此时药芯焊丝的制备技术已经成熟，之后药芯焊丝无论产品种类还是应用领域得到快速发展。
到目前，发达国家药芯焊丝占焊接材料（填充金属部分）接近30%，实心焊丝40%，手工电焊条30%，日本上述比例大致为40%、40%、20%。
2 我国药芯焊丝的行业现状2.1 我国药芯焊丝的发展概况我国药芯焊丝的发展可分为三个阶段。
第一阶段时间上大致为上世纪60至80年代中后期，主要针对药芯焊丝制备技术所涉及的技术领域进行基础研究，包括药芯焊丝线生产所需要的设备、生产工艺、生产配方以及药芯焊丝的应用等。
钛渣制备焊接材料的关键技术研究及应用项目基本情况
钛渣制备焊接材料的关键技术研究及应用项目基本情况一、项目基本信息成果名称：钛渣制备焊接材料的关键技术研究及应用完成单位：云南民族大学、攀钢集团钒钛资源股份有限公司、攀钢集团研究院有限公司、昆明理工大学完成人：陈菓、叶恩东、高磊、韩可喜、陈晋、刘娟、刘秉国提名者：云南省教育厅提名等级:科技进步奖三等奖二、项目简介成果简介：我国蕴藏着极为丰富的钛矿资源，其中90%以上属钛铁岩矿，存在品位低，杂质含量高，多元素共伴生，解离、选别难度大等一系列关键共性技术难题，严重制约着我国钛产业的发展。
而在特种焊接材料生产的过程中，金红石等钛系资源是必须的原料之一，是特种焊接材料行业的“必备粮”，却只出产于少数西方国家。
因此，国家把金红石列入我国严重依赖国外资源的14种战略储备矿种之一。
如能改变钛铁矿资源的利用方式，使之成为特种焊接材料的原料，以缓解当前特种焊接材料钛系原材料短缺的局面，对节约资源能源、缓解环境压力、促进经济可持续发展具有重大的意义。
因此立足于我国钛资源禀赋现状，发展低品位钛资源清洁利用技术，创新特种焊材低耗生产技术，开发具有自主知识产权的特种焊接材料，是顺利实施重大工程的重要保障。
本成果中国博士后基金、攀钢集团重大科技攻关项目等课题的支持下，依托攀钢钛渣生产线，流态化焙烧平台、非常规冶金国家重点实验平台、云南大西洋焊接材料生产线，开展高端钛系原料提质改性、配方设计及调控等研究，产学研协同创新，解决了高端原料清洁转化和焊接材料强韧提质等关键技术难题。
主要发现及创新点基于项目成果所生产的特种焊材打破了国外技术封锁和产品垄断局面，应用于国家重大工程，包含的主要创新点如下：（1）发明了攀西低品位钛资源高效、清洁生产特种焊接材料钛系原料新技术。
通过对攀西钛资源深度剖析，钛精矿冶炼钛渣系列实验研究，系统掌握攀西钛资源特性、矿相组成、杂质元素赋存状态。
结合焊接材料渣系要求，提出利用攀枝花钛精矿冶炼高品质酸溶性钛渣，流态化焙烧生产新型人造金红石用于焊接材料替代进口天然金红石，不仅满足焊接材料行业的需要，增加焊接材料原料选择，同时降低焊接材料生产成本，形成了攀西低品位钛资源高附加值利用新方法。
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。
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%)。
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时 ， 滴 较 细 ， 渡 频率 较 高 ； 流 正 接 时 ， 况 相 反 。 熔 过 直 情
这 与 电弧 中电 子 发射 机 理 及 熔 滴 所 受 斑 点 压 力 有 关 。
其 余 参数 如 焊丝 伸 出长 度 、 护气 流量 、 接 速 度等 对 保 焊
向。原 因是 电弧 电压增 大使 电弧 长度 增 大 电弧 的氧化
导 致 焊缝 力学 性 能 的不稳 定 、 均 匀 ， 重 影 响焊 丝 的 不 严
工 艺质 量 。复 杂截 面药 芯焊 丝为 细熔滴 滴 状过 渡 ， 轴 非
性 增大 ． 熔滴 表 面张 力被减 小 。
（） ３ 电源极 性 在相 同焊接 电流 条件 下 ， 流反 接 直
２４ 焊接 工艺 参数 的影 响 ．
（ ） 接 电流 １焊
焊 接 电 流是 熔 滴尺 寸 、 渡 形态 发 过
斑点压力 ， 阻碍 熔 滴 顺 利过 渡 ， 而使 熔 滴 尺 寸 变 大 ， 因
电弧稳 定性 变差 ， 加剧 了熔 滴非 轴 向排斥 过 渡倾 向 。 文献 ［］ 药 芯 中加 入 白云石 ， ７在 焊接 时 放 出 Ｃ ：使 Ｏ， 药 粉 不 易 烧结 （ 利 克 服 “ 熔 ” 象 ） 药 芯 中加 入 的 有 滞 现 ；
俘 掳 专家论坛
可 能是 这些 组元 燃 烧放 热 ， 熔滴 温 度 升高 ． 滴 的表 使 熔
面 张力减 小 。
弧 根 面 积 较 大 ， 时产 生 的渣 柱 较 小 。 丝 的 工 艺 性 同 焊
好。
（ ） 化物 含 量增 大 时 ． ４氟 虽然 能 减小 熔 渣 的表 面 张 力 ， 熔 渣 变稀 ， 由于 Ｃ Ｆ 是 反 电离 物 质 ， 大 电极 使 但 ａ 增
利 的工 艺特 性 。由于熔滴 过渡 区 冶金反 应不 完全 ， 还会
时 电弧稳 定性 反 而变 差 ， 滴 不 完全 沿 渣柱 滑 人 熔池 ， 熔
焊 接 飞溅 增 大 ， 高温 渣 变 稀 ， 渣覆 盖不 均 匀 ， 缝 金 熔 焊
属光 泽被 氧 化 ， 成形 不 均 匀 ， 焊丝 工 艺 性变 差 。其 机理 是， 随焊 接 电流 增大 ， 电弧 热 亦增 大 ， 滴 的 温度 提 高 ， 熔 熔滴 的表 面 张力被 减小 ， 熔滴 反 应 区冶金 反应 剧 烈 。 （） ２ 电弧 电 压 随 电弧 电 压 增 大 ， 滴 有 细 化 倾 熔
金属镁 ， 在焊 接 过 程 中燃烧 ， 出大 量 热 ， 利 控 制 焊 放 有 丝的“ 滞熔 ” 现象 ， 善 电弧稳定 性 和熔滴 过 渡形态 。有 改
人 研 究 了铁 粉 的影 响 ， 随药 芯 中铁粉 含 量增 加 ， 丝 的 焊 熔 化 速度 降低 ， 滴 尺寸 和 渣柱 长 度减 小 ． 利熔 滴 过 熔 有 渡 ； 而 随药芯 中铁 粉含 量增 大 ， 滴增 氧 ，ｉＭｎ元 素 然 熔 Ｓ， 含量 降低 ， 缝 中气 孔倾 向增 大 ， 响 焊缝 的质量 。为 焊 影
此 ， 出限定铁 粉含量 的最大值 为药芯 质量 的 ４ ％ｔ 提 ０ ８ １ 。
２２ 焊丝 截面 形状 的影 响 －
金属光泽鲜亮 ， 成形均匀美观 ， 焊丝工艺性优 良； 当 ③
焊接 电流 继续 增大 至 ２ ０ ３ ０ Ａ 时 ， ８ ～ ０ 熔滴 尺 寸再 减小 ，
过渡 频率 再增 大 ， 丝 端部 滞 熔 的渣 柱 尺寸 也 增 大 ， 焊 此
研 究表 明 ，药 芯焊 丝熔 滴 过 渡形 态 与焊 丝 截 面形 状关 系 密 切 。简 单截 面 （ ０形 对接 缝 ） 芯 焊丝 为 非轴 药 向排 斥 滴状 过渡 ，首先 与位 于外 皮 的薄 钢带 先 于 药芯 熔化 ， 成 的熔 滴 悬 于焊丝 一 侧 （ 心焊 丝轴 线 ） 并沿 形 偏 ， 周边 长 大有 关 ，再 加 上 Ｃ Ｏ 电弧 特性 使 熔 滴 的受 力状 况 恶化 ， 用在 熔 滴上 的电极 斑 点压 力 增大 ， 致 电 弧 作 导 不 稳 、 溅 大 ， 生渣 柱 ， 至 出现 药 芯 成 块 脱 落 等 不 飞 产 甚
向倾 向被减 弱 ， 的焊丝 也可 能呈 轴 向过渡 。此 时 由于 有 弧根 面积 大 ． 电磁 轴 向分 力促 使 熔滴 过 渡 。 服 了简 单 克 截面 焊丝 熔 滴过 渡 的不 利 因素 ， 现 出 电弧 稳定 、 表 飞溅 较小 、 渡频率 适 中等一 系 列优 点 。熔滴 过渡 区冶 金反 过 应较 为 完 全 、 充分 ， 缝 中合 金元 素 分 布 均 匀 ， 微 组 焊 显 织 晶粒 较 细 ． 敷金 属 力 学 性 能 优 良 、 定 ， 熔 稳 尤其 是 缺 口冲击韧 性值 远高 于 简单截 面 焊丝 。 ２３ 焊 丝直径 、 带厚 度 的影 响 ． 钢
生明显Байду номын сангаас化的关键参数 。 其影响规律是 ： 当焊接电流 ①
为 １０ ２ ０ Ａ 时 ， 滴 尺 寸 略 大 ， 渡 频 率 较低 ， 丝 ６ ～ ０ 熔 过 焊 端 部滞 熔 的渣 柱尺 寸 小 ， 时 电弧 稳定 性 略 差 ． 此 但熔 滴 绝 大多 数 落入熔 池 ， 焊接 飞溅 不 算 太 大 ． 温渣 的凝 固 高 范 围较 小 ， 成 “ 形 短渣 ” 熔 渣 覆 盖 均 匀 ， ， 焊缝 金 属 光 泽 好 ，成 形 均匀 美观 ，此 时焊 丝 的立 向上 焊接 工 艺性 优
良 ； 焊 接 电 流增 大 至 ２ ０ ２ ０ Ａ 时 ， 滴 尺 寸 减 小 ， ② ４ ～ ６ 熔
过 渡频 率 增大 ， 丝 端部 滞 熔 的渣 柱 尺寸 增 大 。 一定 焊 有 数 量 的熔 滴沿 渣柱 滑 入 熔池 ， 时 电弧稳 定 性 较好 ， 此 焊 接飞溅较小 。 高温 渣 流 动 性 适 中 ， 渣 覆 盖 均 匀 ， 熔 焊缝