【摘 要】目前埋弧焊燒結(jié)焊劑受到了重視，迅速地發(fā)展了起來，因此，尋找出一種適合于埋弧焊的燒結(jié)焊劑非常重要。了解埋弧焊焊劑中各組成成分的作用，選擇焊劑的一種基礎(chǔ)配方，制作焊劑并優(yōu)化配方，得到滿足使用性能要求得優(yōu)良焊劑。

【關(guān)鍵詞】埋弧焊 燒結(jié)焊劑

引言

焊劑在埋弧焊焊接中起著至關(guān)重要的作用。在埋弧焊過程中，焊劑熔化，覆蓋在熔池表面，對(duì)熔池金屬起著保護(hù)、滲合金和改善焊接工藝性能的作用。在用埋弧焊焊接時(shí)，當(dāng)埋弧焊焊絲確定以后，相應(yīng)配套使用的焊劑則成為關(guān)鍵材料，它直接影響焊縫金屬的力學(xué)性能，抗裂性、脫渣性以及焊接生產(chǎn)率。因而合理的確定出最優(yōu)的焊劑制作配方，并熟練高效的制作焊劑，將大大提高埋弧焊的生產(chǎn)效率及可靠性。本文簡述了焊劑的制作方法及焊劑配方的優(yōu)化方法，以便生產(chǎn)實(shí)踐中的參考應(yīng)用。

一、燒結(jié)焊劑的制作方法

燒結(jié)焊接的組成通常由三類物質(zhì)組成，即礦物質(zhì)、鐵合金和化工產(chǎn)品。起穩(wěn)弧、脫氧、造渣、合金化等作用。燒結(jié)焊劑的具體的制作過程通常是由以下幾步來完成：

（1）備料——根據(jù)設(shè)計(jì)配方選擇相應(yīng)的礦物質(zhì)或鐵合金原材料，并把所需要的原材料加工成粉末狀，鐵合金要求通過每平方厘米有1200個(gè)孔的篩子，礦物粉要求通過每平方厘米1600個(gè)孔的篩子。

（2）配料和干混均勻——把加工好的粉末狀材料按配方要求比例混合，攪拌均勻，可通過專用的混料機(jī)進(jìn)行，所需量少時(shí)也可通過人工混料均勻。

（3）加入粘結(jié)劑混合均勻——在混拌均勻的干料中分多次加入粘結(jié)劑并進(jìn)行第二次攪拌，攪拌均勻后過篩。粘結(jié)劑一般情況下采用水玻璃，有時(shí)也采用合成樹脂。

（4）造?！炝５姆椒ㄓ泻芏喾N，一種是手工造粒，及讓濕料通過一定的篩網(wǎng)，搓成粒狀。這種方法的勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低。另一種方法是機(jī)械化造粒：有的采用旋轉(zhuǎn)鋼絲刷將螺旋輸送器擠出的濕料打散成顆粒狀；也有的采用擠壓機(jī)將攪拌好的濕料壓入一定尺寸的多孔篩板，并把擠出的條狀切成一定尺寸的顆粒；還有的采用圓筒造粒，這種方法簡單易行，效果良好。本次研究由于所需焊劑量少，采用手工造粒方法。

（5）低溫烘干——將造粒后的焊劑放入烘烤箱中，控制溫度在100℃左右進(jìn)行初步的低溫烘烤。

（6）過篩并進(jìn)一步烘干——將低溫烘干后的焊劑通過規(guī)定尺寸的篩子過篩，讓后放入烘烤箱中控制溫度在350℃保溫兩小時(shí)烘干。

二、焊劑制作配方的優(yōu)化

在埋弧焊生產(chǎn)中，焊劑的成分對(duì)焊接工藝性能有著重要的影響。而良好的焊接工藝性能是保證焊接化學(xué)冶金反應(yīng)順利進(jìn)行和獲得優(yōu)質(zhì)焊縫以及提高焊接效率的重要條件。因此，最優(yōu)的焊劑制作配方不僅能保證使用性能的要求，而且也有利于焊接生產(chǎn)。本次試驗(yàn)采用正交試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)來優(yōu)化焊劑配方方案。

（一）正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

正交試驗(yàn)就是在多因素優(yōu)化試驗(yàn)中，利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)及正交性原理從大量的試驗(yàn)點(diǎn)中挑選出有代表性和典型性的試驗(yàn)點(diǎn)，應(yīng)用“正交表”科學(xué)合理地安排實(shí)驗(yàn)，從而盡量減少試驗(yàn)得到最優(yōu)的試驗(yàn)結(jié)果。

正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，我們把影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的變量成為因素，把每一種不同含量的配方稱為水平。在實(shí)際應(yīng)用中把不同因素和水平的試驗(yàn)列成表格，這種表格稱為正交表，把試驗(yàn)因素和水平套入正交表中就可進(jìn)行正交試驗(yàn)。

正交試驗(yàn)可以解決以下三個(gè)問題：

1.分析因素與指標(biāo)關(guān)系，找到因素影響指標(biāo)的規(guī)律。

2.分析因素影響指標(biāo)的主次，在諸多影響指標(biāo)的引述中找到主要影響因素，即抓住主要矛盾。

3.尋求獲得最佳指標(biāo)的因素組合。

（二）正交試驗(yàn)分析方法

直接對(duì)比法就是對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行簡單地對(duì)比。這種方法雖然對(duì)試驗(yàn)結(jié)果給出了一定的說明，但是這個(gè)說明是定性的，而且不能肯定的告訴我們最佳的成分組合是否包含于試驗(yàn)數(shù)組中。這種方法雖然簡單，但結(jié)果不能令人滿意。

直接分析法是通過每一因素的平均極差來分析問題。所謂平均極差就是平均效果中最大值和最小值的差。通過極差既可以找到影響指標(biāo)的主要因素，并且有助于我們找到最佳因素水平的組合。具體做法如下：

1.首先計(jì)算各因素每個(gè)水平的平均效果和極差。

2.然后對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析、分析各因素的主次和影響趨勢，找到最優(yōu)試驗(yàn)方案。

在試驗(yàn)過程中，選擇焊劑的一種基礎(chǔ)配方，采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法優(yōu)化焊劑配方，對(duì)多組焊劑進(jìn)行制樣和焊接工藝性能試驗(yàn)，通過觀察在實(shí)際焊接過程中電弧燃燒的狀態(tài)以及其他焊接工藝情況，分析總結(jié)出一組焊接工工藝性能較好的焊劑配方。從而將該配方廣泛應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)踐中。

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