趙志

氣體保護焊藥芯焊絲（FCAW）的工藝性分析及應用

趙志

主要對氣體保護焊藥芯焊絲（FCAW）的工藝性能和特點作了詳細分析，并就其在生產(chǎn)實踐中的應用也作了一定的介紹。

氣體保護焊；藥芯焊絲；焊接工藝

氣體保護焊藥芯焊絲作為一種高科技材料產(chǎn)品，它的出現(xiàn)和發(fā)展適應了生產(chǎn)向高效率、高質(zhì)量、高效益、低成本、自動化發(fā)展的趨勢，代表著當今世界焊接材料發(fā)展的方向，以優(yōu)質(zhì)、高效等優(yōu)點自80年代就被發(fā)達國家廣泛應用，但在我國的推廣應用卻較為緩慢。在此，對氣體保護焊藥芯焊絲的工藝特點和應用作一介紹。

1 焊接電源

氣體保護焊藥芯焊絲的低碳鋼套內(nèi)含藥芯，其焊接工藝性好，易引弧，飛濺小，電弧穩(wěn)定，抗氣孔能力強，熔池表面有熔渣覆蓋，焊縫成型好，因此可用交流電源焊接，也可采用直流電源，但仍需反接（即焊絲接正極）。

2 焊接工藝參數(shù)

2.1 坡口的準備

由于氣體保護焊藥芯焊絲許用電流大，電弧和熔池的溫度高，熔深大。因此，其采用的坡口角度比手工電弧焊小。當坡口角度大于40°時，單面焊雙面成型就能夠得到優(yōu)質(zhì)的焊縫。

2.2 焊接電流

焊接電流是重要的焊接工藝參數(shù)，其大小直接影響著生產(chǎn)效率、熔深及焊縫的成型好壞。當電弧電壓與焊絲干伸長度一定時，焊接電流與焊絲送絲速度基本一致。為保證良好的成型及防止產(chǎn)生氣孔，焊接電流和電弧的電壓必須保證一定的匹配，在提高焊絲送絲速度的同時，必須提高電弧電壓。打底焊時，為保證焊縫背面成型良好，應適當減小焊接電流和焊絲送絲速度。

2.3 電弧電壓

電弧電壓的大小直接影響著電弧的穩(wěn)定性、熔寬和焊縫的表面成型。電弧電壓過高，易造成電弧不穩(wěn)、飛濺增大，并且容易產(chǎn)生氣孔；電弧電壓過低，則容易產(chǎn)生焊縫外觀成型不良，甚至在焊接過程中產(chǎn)生熄弧現(xiàn)象。

2.4 焊接速度

焊接速度也是重要的焊接工藝參數(shù)。焊接速度過快，保護效果差，同時冷卻速度加大，降低焊縫的塑性，而且不利于焊縫成型；焊接速度過慢，則易燒穿焊件并使焊縫組織粗大。所以，焊接速度應當在考慮焊接質(zhì)量和生產(chǎn)率的前提下盡可能與送絲速度、焊絲干伸長度和電弧電壓相匹配。

2.5 焊絲干伸長度

焊絲干伸長度對焊接電流的大小、電弧電壓、焊接熔池溫度、熔深及電弧的穩(wěn)定性均會產(chǎn)生影響。焊絲干伸長度過短，則容易產(chǎn)生氣孔，不易觀察熔池，而且還容易使導嘴發(fā)熱燒損；焊絲干伸長度太長，則焊接電流減小，熔深小，電弧不穩(wěn)定，飛濺現(xiàn)象增大，焊絲過熱發(fā)紅，焊縫的成型不良。

2.6 焊嘴傾角

焊嘴傾角會影響熔池的溫度和焊縫的成型，其角度的大小應當以工件的厚度、焊縫位置和焊接工藝要求進行確定。

3 應用氣體保護焊藥芯焊絲的優(yōu)點

3.1 熔敷速度和熔敷效率高

氣體保護焊藥芯焊絲由于其電流密度大，溶化速度快，同時因其含有大量的鐵粉、鐵合金和金屬粉，非金屬礦物含量很少，故其比實芯焊絲具有更高的熔敷速度。

熔敷效率指熔敷到焊縫金屬中的金屬質(zhì)量與所熔化的焊接材料質(zhì)量的比值。Φ1.2 mm藥芯焊絲的熔敷效率為91%～95%，Φ1.6 mm藥芯焊絲的熔敷效率為93%～96%。

3.2 熔渣量少

熔渣少既可以避免焊接過程中出現(xiàn)夾渣等缺陷，又可以減輕每道焊縫的清理工作。在焊接厚板時，可以采用窄坡口，減少焊接道次，從而大大減輕焊接工作量，降低焊接成本。

3.3 焊接飛濺量少

由于電弧燃燒穩(wěn)定，焊接時飛濺量大為減少，從而減輕了焊后清理飛濺的作業(yè)量。

3.4 焊縫成型好

由于其良好的電弧特性以及較低的飛濺，焊接操作可見度好，便于焊工更好地控制熔池形狀，從而得到良好的焊縫形狀。

3.5 工藝適應性強

與普通焊絲相比，氣體保護焊藥芯焊絲焊接工藝性好，工藝適應性強，可以適用于各種焊接位置，而且單面焊雙面成型良好，焊接質(zhì)量更容易得到保證。

3.6 生產(chǎn)效率高

與手工電弧焊條相比，氣體保護焊藥芯焊絲的許用焊接電流大，熔敷效率高。如30 mm厚的工件，用Φ1.6 mm藥芯焊絲焊接僅需4層～5層即可以焊滿；而采用E4303型Φ4 mm的焊條焊接，至少需要9層～12層才可以完成。氣體保護焊藥芯焊絲的生產(chǎn)效率比手工焊條提高3倍以上。

3.7 節(jié)能效果好

與普通焊絲相比，氣體保護焊藥芯焊絲一般不需要另加焊劑或氣體保護，設(shè)備簡單，單面窄間隙坡口背面也無需清根處理，不僅節(jié)約了材料，同時也降低了焊接坡口的制作成本。

3.8 操作簡便易掌控

氣體保護焊藥芯焊絲的焊接設(shè)備簡單，不需要輔助人員，易于操作，技術(shù)要求不高，易于掌控，普通焊工經(jīng)過一般的培訓就可以上崗。

4 氣體保護焊藥芯焊絲的缺點

氣體保護焊藥芯焊絲的不足之處就是弧光強，焊接煙塵大，所以應該加大通風防塵和采取防弧光照射等勞動保護措施。同時，藥芯焊絲外皮易銹蝕，粉劑易吸潮，因此焊接時應注意防潮防銹的處理，必要時可在使用前進行250℃～300℃、1 h～2 h的烘干處理。

我廠對以Q690、Q550型低合金高強度鋼（70 kg級、80 kg級） 材料構(gòu)成的主要承載件的ZY6400/12.5/28型、ZF15000/27.5/42型和ZF13000/25/38型大采高液壓支架的生產(chǎn)制造采取了以氣體保護焊藥芯焊絲作為焊接材料施焊的工藝措施，結(jié)果充分滿足了《MT312-2000型液壓支架生產(chǎn)制造質(zhì)量的標準》要求，得到了用戶的好評和充分認可。氣體保護焊藥芯焊絲的成功應用，為我廠在新材料、新工藝、新技術(shù)的應用又取得了新的突破，尤其在為塔山礦ZF15000/27.5/42型和ZF13000/25/38型大采高液壓支架的生產(chǎn)制造上氣體保護焊藥芯焊絲的成功應用，更是實現(xiàn)了低合金高強度鋼材料焊接使用的新跨越，同時又一次填補了大同煤礦集團公司煤機支架制造業(yè)的一項空白。

[1]吳樹雄.焊絲選用指南.北京：化學工業(yè)出版社，2002：15.

Analysis ofTechnologyPerformance about Gas Shielded Arc WeldingCored Wire

Zhao Zhi

The paper analyses technologyperformance ofgas shielded arc the weldingcored wire.

gas shielded arc welding；weld wire medicine wick；weldingtechnology

TD42

A

1000-4866（2010）04-0041-02

趙志，男，1969年出生，1994年畢業(yè)于北岳職業(yè)技術(shù)學院 (礦山機械專業(yè))，現(xiàn)在大同煤礦集團公司中央機廠工作，工程師。

2010-09-01

2010-09-22