不锈钢焊条工艺质量参数及其对焊接性的影响

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1、不锈钢焊条工艺质量参数及其对焊接性的影响太原理工大学焊接材料研究所(山西030024)孙咸在焊接材料全球化发展浪潮推动下，高效、自动化焊接材料步入快速发展轨道，不锈钢焊条的市场需求也出现了增长势头。经过多年的努力，我国不锈钢焊条的制造技术也进入到一个新的发展阶段。然而，发展是不平衡的，焊条生产厂家的技术水平良莠不齐，有的企业技术开发尚未全面过关，仍然沿用已经过时的软件体系和落后的工艺装备，产品质量停滞不前。一个时期以来，用户对不锈钢焊条工艺质量问题的反映又凸显出来。不锈钢焊条的工艺质量问题归根结底是与创新焊接

2、理论相关的。关于不锈钢焊条工艺性的研究，已经有不少文献报道，然而这些理论尚在发展，迄今为止仍有许多现象未被认识。为此，本文将金红石型不锈钢焊条工艺质量关键焊接参数基本概念与焊接质量相联系，探讨这些关键参数对焊接性的影响。一、熔滴过渡形态寸小，过渡频率高，二是套筒内的熔体先与焊芯断开然后再向熔池滑落，因此熔滴过渡时不发生短路，这是渣壁过渡的一个重要特征。具有渣壁过渡形态的不锈钢焊条，其极佳的综合工艺性已为业内人士所公认。具有部分渣壁过渡形态(混合过渡)的不锈钢焊条，其综合工艺性随渣壁过渡形态所占比例减小而变差。

3、当渣壁过渡形态比例更小时，焊条工艺性恶化，表现为电弧不稳、焊接飞溅增大、焊缝氧化、工艺稳定性恶化及药皮温升开裂严重等。混合过渡中的“粗熔滴过渡”(见表1)是导致焊条工艺性变差的主要因素。粗熔滴过渡是焊条端部熔体长大到一定程度后与焊芯断开，以滴状进入熔池的一种过渡形式。当弧长较短时，焊条端部熔体与熔池接触发生短路过渡，在熔体桥接短路时，有时会发生爆炸飞溅。典型熔滴过渡形态特征(4mm焊条)表11熔滴过渡形态概念、分类及评定方法熔滴过渡形态是用影像或诸如熔滴大小、过渡频率、熔滴在端部停留时间、熔滴与焊条轴线夹

4、角等过渡指数，描述熔滴过渡过程中熔滴行为变化的工艺参数。现代焊接电弧物理理论表明，熔滴过渡形态是焊条工艺性的决定因素。换言之，熔滴过渡形态与焊条工艺性之间存在良好的对应关系。虽然说在不锈钢焊条中可能存在多种熔滴过渡形态，但是对于金红石型不锈钢焊条而言，最佳过渡形态首推“渣壁过渡”形态。所谓渣壁过渡形态，是焊条端部的熔体沿药皮套筒内壁面滑向熔池的一种过渡形式。在细节方面(见表1)，一是熔滴尺39焊接与切割2010年第12期热加工焊条电流I/A电压U/V熔滴过渡形态熔滴尺寸A102(1)15022混合过渡大，大于

5、焊芯直径A102(2)15026～28渣壁过渡小，小于焊芯直径焊条熔滴过渡频率f/s－1套筒深度短路状况飞溅类型A102(1)15～5较浅发生短路爆炸+电弧力飞溅A102(2)5～9较深不发生飘离飞溅【摘要】本文介绍了不锈钢焊条工艺质量关键参数的基本概念、分类及评定方法，探讨了这些关键参数对焊接性的影响。Research＆Application熔滴过渡形态的评定方法大致有以下4种:头的使用性能。二、焊接飞溅1焊接飞溅概念、类型、性质及评定方法所谓焊接飞溅是指电弧焊时，在熔滴过渡过程中飞向熔池之外，冷却后在

6、焊缝及其附近残留的金属颗粒。金红石型不锈钢焊条焊接飞溅主要有三种类型:一种是细小的飘离飞溅，第二种是熔滴短路过渡引起的飞溅(见图1)，第三种是电弧力引起的飞溅(见图2)。飘离飞溅是具有渣壁过渡形态焊条焊接时可能产生的飞溅类型，这种飞溅的颗粒很小，数量较少。第二种飞溅是具有混合过渡形态，且短路过渡占有一定比例的焊条可能产生的飞溅类型。这种飞溅的颗粒较粗，数量可观，它的性质属于电因素作用飞溅，即通过短路桥巨大的电阻热，使其过热、汽化，体积迅速膨胀，导致短路桥爆炸引起飞溅。第三种飞溅也是具有混合过渡形态，但短路过渡

7、占有较小比例的焊条，可能产生的飞溅类型。这种飞溅的颗粒较粗，数量居中，它的性质属于电弧力作用飞溅，即熔滴腰部被电弧力排斥而托起，使其偏离轴向，并被切割分离引起的飞溅。随熔滴尺寸的增大，熔滴过渡形态中的短路过渡所占比例增多，发生第二、三种飞溅的趋势增大，焊条工艺性变差。(1)收集熔滴称重法该方法是将收集到的、尺寸不同熔滴的质量比值进行评价，虽说是一种直接法，但存在一定测量误差，作为相对比较还是可用的。(2)电流、电压波形法通过实测焊条电流电压波形图，依据不同波形图特征，分析评定过渡形态;该方法方便、快速，是一种

8、间接法，不足之处是测不出描述熔滴形貌的信息。(3)高速摄影法采用高速摄影机将焊条焊接过程记录下来，再用慢速放映分析、评定过渡形态。该方法直观、动态、信息量大，但试验周期长、成本较高。(4)汉诺威焊接质量分析仪法通过焊条实时采样，分析仪自动生成PDD(焊条电弧电压、焊接电流概率密度分布)图和CFD(短路时间频率、燃弧时间频率、加权燃弧时间频率和周期时间频率)图，经过数据处理，归纳出相应的判据，评定熔滴