药芯焊丝电弧焊工艺分析及其应用研究

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1、药芯焊丝电弧焊工艺分析及其应用研究　　摘要：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。　　关键词：药芯焊丝；电弧焊；工艺分析；掘进机截割头；应用形式　　DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.05.046　　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

2、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

3、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?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

4、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。　　2药芯焊丝电弧焊在掘进机截割头制造中的应用分析　　（1）焊接方法的选择。为了确保药芯焊丝电弧焊在掘进机截割头焊接质量，对焊接方式方法进行正确选择是极为必要的，从而降低淬硬与冷裂纹等现象出现的概率，当然掘进机截割头的焊接质量也得到根本性保障。参照药芯焊丝电弧焊的工艺性能，在对掘进机截割头焊接之时可以采用熔渣-气体联合保护这一焊接方法，这一焊接方法实质上就是将药芯焊丝与CO2气体作为维护的方法。应用原理与气体保护焊大体一致，只是焊

5、丝内部的焊剂混合物、焊丝与焊件金属在与维护气体发生冶炼反应的过程中，产出薄薄的一层液态熔渣，利用该焊接方法可以对掘进机截割头装置的完整性起到维护作用。　　（2）焊接材料的选择。基于截割头与齿座材质上存在差异性这一实况，药芯焊丝在选择过程中始终要遵循焊缝与材质一致的原则，依据《焊接性试验斜Y型坡口焊接裂纹试验方法》中的试验状况，选择那些产效高、易操作的药芯焊丝。优质型焊接材料可以使金属接头熔敷效率高达90%，同时压缩了电弧溅出量，保证了焊缝的平整性，为自动化机械式焊接目标的实现提供基础条件。　　（3）焊接参数的选择。在对焊接参数选择之时，不但要使接头的熔敷性以及焊

6、缝塑型质量有所保障，同时要对影响焊头性能的其他要素进行整体分析。参照线能量计算与工艺评价结果可以编制出焊接参数（见表1）。　　（4）掘进机截割头施工方案的编制。首先，药芯焊丝电弧焊焊接技术应用之前，务必要做好焊接钢板表皮水分、坡口氧化皮、锈迹、污脂等杂物的清除工作；其次，做好装配定位焊缝的选择工作，其理想焊缝应该同属一个类别，在对掘进机截割头的焊接进程中，点固焊焊缝长度取值范围为30～50mm，高度被设置为6mm，间距200～300mm，施焊过程中每侧定位焊必须要保证2次；再次，焊件配对不能采取强行手段，那么为了确保配对质量，焊接工作开展之前应该细致的查看点固焊

7、点质量，在有所保障之时才能开展掘进机截割头焊接工作；最后，药芯焊丝电弧焊采用多层多道焊接模式，打底焊在焊缝环节应用是必要的，焊缝的打底焊厚度一般控制在5～6mm之间。另外，在对掘进机截割头焊接过程中技术人员应该提高对V形坡口施焊环节的重视程度，务必要在单侧实施焊接手段，焊枪倾向于立板，达到增加掘进机截割头熔合性的目标。　　3药芯焊丝电弧焊的应用要点　　目前，在工业制造行业中，气保护型药芯焊丝已经获得较高应用率，其与实芯焊丝GMAW方法相比较，操作上更能出简易性。气保护型药芯焊丝在焊接过程中，对焊丝干伸长度体现出较高的的敏感性，在干伸长度增加的情况下，焊丝熔敷速度

8、将会有显著的提升[3]。