無縫藥芯焊帶電渣堆焊

1、無縫藥芯焊帶電渣堆焊摘要: 通過試驗(yàn),實(shí)現(xiàn)了無縫藥芯焊帶的電渣堆焊過程,研制出適于無縫藥芯焊帶電渣堆焊的H06型陶質(zhì)焊劑,并采用正交法確定了最佳參數(shù)。關(guān)鍵詞: 無縫藥芯焊帶 電渣堆焊 正交法ELECTROSLAG SURFACING WITH SEAMLESS CORED STRIPHarbin Research Institute of Welding Liu Jianwei, Li Jiayu, Zhao Chunyan Liang SongboAbstract Through a great deal of experiments the steady electroslag surfa

2、cing process with seamless cored strip is realized. An earthen flux suited for electroslag surfacing with seamless cored strip is developed, and the optimum variables are obtained with orthogonal means.Key words: seamless cored strip, electroslag surfacing, orthogonal means 0 前 言藥芯帶極埋弧堆焊技術(shù)已應(yīng)用于連鑄機(jī)導(dǎo)輥，

3、擠壓機(jī)擠壓輥及大口徑電站閥門的表面強(qiáng)化。該技術(shù)的最大特點(diǎn)是可以通過調(diào)整帶芯中的合金種類、含量、配比，使難以軋拔的高硬度、高耐磨性的涂敷材料制成連續(xù)帶狀焊材，實(shí)現(xiàn)自動堆焊。但是，藥芯焊帶埋弧堆焊工藝的溫度高，貴稀金屬燒損嚴(yán)重。而采用藥芯焊帶電渣堆焊熔敷技術(shù)，可以提高熔敷效率和合金利用率，降低稀釋率，比埋弧堆焊更具有科學(xué)的先進(jìn)性，技術(shù)的合理性。1 藥芯焊帶的選擇無縫藥芯焊帶是由金屬皮內(nèi)裹所需要的各種合金經(jīng)加工而成，與實(shí)心焊帶相比，具有如下特點(diǎn)：（1）無縫藥芯焊帶芯部各種成分的合金呈金屬粉粒狀，粉粒與粉粒之間，粉粒與外裹金屬皮之間屬機(jī)械結(jié)合。（2）可以實(shí)現(xiàn)難以軋制成實(shí)心焊帶的合金成分。（3）通常無縫

4、藥芯焊帶厚度1.0 mm，實(shí)心焊帶厚度0.5 mm，相同截面積的藥芯焊帶同實(shí)心焊帶相比，在電渣堆焊過程中,受熱面積小。（4）藥芯焊帶的截面尺寸特點(diǎn)是中部厚度大于兩側(cè)厚度，而中部金屬皮的厚度卻小于兩側(cè)金屬皮的厚度。本試驗(yàn)選用了DF 、B3兩種牌號的藥芯焊帶，其成分見表1。2 焊劑成分的確定在帶極電渣堆焊中焊劑是至關(guān)重要的。電渣堆焊用焊劑在保證良好脫渣性的同時(shí)，必須具有良好的導(dǎo)電性，這要靠加入大量的氟化物（主要是CaF2或NaF）或半導(dǎo)電性的TiO2和FeO來實(shí)現(xiàn)，而氟化物是優(yōu)先考慮的。電渣堆焊過程中，單位時(shí)間內(nèi)渣所產(chǎn)生的熱量QS可以用公式（1）表示。從公式（1）可以看出，渣產(chǎn)生的熱與渣的導(dǎo)電率成

5、反比。因此，增加氟化物的含量會使導(dǎo)電率增大，使產(chǎn)熱量減少。另外，焊劑中增加CaF2的含量，會使渣的粘度降低，增加Al2O的含量會使渣的粘度增大，增加大量的Ti2，則會減弱渣的流動性。增加氟化物含量，會使熔敷率和熔深減小。若用100% CaF2做焊劑，實(shí)際上會造成不熔合，即稀釋率為零。針對藥芯焊帶在電渣堆焊過程中易形成電弧的特點(diǎn)，為避免電弧的產(chǎn)生，應(yīng)選用CaF2含量較高的焊劑。針對藥芯焊帶中芯部合金熔點(diǎn)不均勻的特點(diǎn)，尤其是其中含有一些高熔點(diǎn)的組分，要求焊劑具有較高的熔化溫度和沸點(diǎn)，同時(shí)造成稀釋率和熔深的增加。所以，對此要適度控制，可以通過調(diào)節(jié)加入焊劑中高熔點(diǎn)組分（如鋯砂等）的含量來實(shí)現(xiàn)。 根據(jù)文

6、獻(xiàn)的介紹，結(jié)合藥芯焊帶的特點(diǎn)，經(jīng)過試驗(yàn)確定了藥芯焊帶電渣堆焊用陶質(zhì)焊劑H06成分，見表2。焊劑的堿度（B）采用國際焊接學(xué)會推薦的焊劑堿度計(jì)算公式確定：可見，自行研制的用于藥芯焊帶電渣堆焊的H06陶質(zhì)焊劑屬高導(dǎo)電性的CaF2-SiO2-CaO系堿性渣系。3 藥芯焊帶電渣堆焊參數(shù)的確定試驗(yàn)條件如下：堆焊用電源：林肯DC-1 000平特性電源，反極性接法。試板材質(zhì)：Q235鋼，其尺寸為240 mm80 mm16 mm。電壓采集：X-Y函數(shù)記錄儀，工作量程 X 50 mV, Y 10 V。焊 帶：B、DF型藥芯焊帶（20 mm1.0 mm）。焊 劑：H06型陶質(zhì)焊劑。在工藝參數(shù)的確定上，主要采用了逼近

7、法進(jìn)行試驗(yàn)，對于最佳工藝參數(shù)的確定，采用了正交法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。對電渣堆焊過程穩(wěn)定性的影響除了藥芯焊帶及焊劑外，主要有堆焊電壓、堆焊電流、堆焊速度以及焊劑的厚度等因素。因此,按照正交法選用堆焊參數(shù)，見表3。這是一個(gè)3因素3水平+1因素2水平的正交實(shí)驗(yàn)，因而選用L18（237）正交表。藥芯焊帶電渣堆焊參數(shù)應(yīng)考慮三個(gè)方面：不能產(chǎn)生短路；不產(chǎn)生明顯的電?。痪哂械偷南♂屄?。并以這三個(gè)方面作為電渣堆焊是否穩(wěn)定的評定指標(biāo)。結(jié)果分析采用直觀分析法。由試驗(yàn)可知，本藥芯焊帶電渣堆焊的最佳參數(shù)為：堆焊電壓29 V，堆焊電流600 A，堆焊速度150 mm/min。4 無縫藥芯焊帶電渣堆焊的特點(diǎn)通過試驗(yàn)可以得出，與埋弧堆焊相比，無縫藥芯焊帶電渣堆焊的特點(diǎn)是：（1）稀釋率低 埋弧堆焊的稀釋率一般在30%以上，采用無縫藥芯焊帶電渣堆焊可以把稀釋率穩(wěn)定地控制在20%以下。（2）電壓波形平穩(wěn) 埋弧堆焊時(shí)，短路與電弧現(xiàn)象都以很高的密度產(chǎn)生，而藥芯焊帶電渣堆焊時(shí)，電壓波形很平穩(wěn)。（3）電弧弧光很少 無縫藥芯焊帶埋弧堆焊焊劑層下是以電弧為主，而藥芯焊帶電渣堆焊時(shí)，其渣池是裸露的，通過焊接防護(hù)鏡片很少看到電弧產(chǎn)生的弧光。（4）合金過渡系數(shù)高 藥芯