為解決焊接不銹鋼管時二氧化碳其他保護焊飛濺問題研制了活性焊絲

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為解決焊接不銹鋼管時二氧化碳其他保護焊飛濺問題研制了活性焊絲

為解決焊接不銹鋼管時二氧化碳其他保護焊飛濺問題研制了活性焊絲

來源:310S大口徑耐高溫焊接管 ? 發布:2020-07-23 03:28:55 ? 類別:不銹鋼標準

 焊絲是焊接不銹鋼管時作為填充金屬或同時作為導電的金屬絲,它是埋弧焊、氣體保護焊、自保護焊、電渣焊等各種工藝方法的焊接材料。隨著焊接工藝方法的迅速發展,焊絲的生產增長很快。浙江至德鋼業有限公司就埋弧焊、氣體保護焊及自保護焊工藝,重點介紹氣體保護焊焊絲和藥芯焊絲。


  一、焊絲的分類


    a. 焊絲的分類方法有許多種,通常分為以下幾種:


     1. 按照適用的焊接不銹鋼管方法可分為埋弧焊焊絲、二氧化碳保護焊焊絲、鎢極氬弧焊焊絲、熔化極氬弧焊焊絲、自保護焊焊絲及電渣焊焊絲等。


     2. 按照焊絲的形狀結構可分為實心焊絲、藥芯焊絲及活性焊絲等。


     3. 按照適用的金屬材料可分為低碳鋼、低合金鋼用焊絲、硬質合金堆焊焊絲以及鋁、銅與鑄鐵焊絲等。二、焊絲的標準


    焊絲的型號是以國家標準為依據進行劃分的。有關焊絲的現行國家標準有:


    (1) GB/T 10044-2006《鑄鐵焊條及焊絲》;


    (2) GB/T 14957-1994《熔化焊用鋼絲》;


    (3) GB/T 14958-1994《氣體保護焊用鋼絲》;


    (4) GB/T 8110-1995《氣體保護電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲》;


    (5) YB/T 5092-1996《焊接用不銹鋼絲》;


    (6) GB/T 10045-2001《碳鋼藥芯焊絲》;


    (7) GB/T 17493-1998《低合金鋼藥芯焊絲》;


    (8) GB/T 17853-1999《不銹鋼藥芯焊絲》。三、碳鋼藥芯焊絲的型號


 藥芯焊絲是將含有脫氧劑、穩弧劑和其他成分的粉末放到鋼帶上,經包卷后冷拔而成。  


 b. 焊絲按不同情況可以分成幾種類別


   1. 按保護情況可分為二氧化碳氣體保護和無氣體保護(又稱自保護)兩種。


   2. 按焊絲直徑可分細絲(1.2mm,1.4mm,1.6mm,和2.0mm)和粗絲(2. 4mm和3.2mm);細絲斷面形狀簡單,又稱管狀焊絲,而粗絲又稱為折疊焊絲。由于加入藥量較多,所以有的需要二氧化碳氣體保護,有的不需要保護。前者一般使用直流反極性,而后者除了可以用直流電源外,還可使用交流陡降特性電源。


   3. 按渣系可分為二氧化鈦型和堿性型兩種。細絲以二氧化鈦為主,它飛濺少,焊道美觀,操作性能良好;而堿性藥芯焊絲的操作性能略差,但可以得到較純凈的焊縫,且抗熱裂能力較強,沖擊性能較高。


   總之,藥芯焊絲可以使用較大電流(常用500A以下),焊接飛濺少,焊縫成形良好,熔敷速率高于實心焊絲,并可以通過藥芯成分來調整焊縫性能,所以它可用于焊接不銹鋼管和低合金鋼。


二、不銹鋼焊管藥芯焊絲


    根據藥芯類型、是否采用外部保護氣體、焊接電流種類以及單道焊和多道焊的適用性進行分類。藥芯焊絲類型見表。


    焊絲型號由焊絲類型代號和焊縫金屬的力學性能標注兩部分組成。


    第一部分以英文字母“EF”表示藥芯焊絲代號,代號后面的第一位數字表示主要適用的焊接位置:“0”表示用于平焊和橫焊;“1”表示用于全位置焊。代號后面的第二位數字或英文字母為分類代號。


    第二部分在短橫后用四位數字表示焊縫金屬的力學性能。前面兩位數字表示最小抗拉強度值。后面兩位數字表示夏比(V形缺口)沖擊吸收功的溫度代號,其中第一位數為夏比沖擊吸收功不小于27J所對應的試驗溫度代號,第二位數為夏比沖擊吸收功不小于47J所對應的試驗溫度代號。


三、不銹鋼焊管常用自保護藥芯焊絲


  目前國內管線焊接中的半自動焊接工藝主要使用的為自保護藥芯焊絲AWS A5. 29:1998 E71T8 - K6、E71T8 - Nil、E81T8 -G等。藥芯焊絲主要是把斷續的焊接不銹鋼管過程變為連續的生產方式,從而減少了接頭的數目,提高了生產效率,節約了能源,因而在管線建設中廣泛使用。


四、實心焊絲


 實心焊絲是目前最常用的焊絲,它是由熱軋線材經拉拔加工而制成的,廣泛用于各種自動和半自動焊接工藝中,根據GB/T  14957-1994《熔化焊用鋼絲》、GB/T 14958-1994《氣體保護焊用鋼絲》和YB/T 5092-1996《焊接用不銹鋼絲》的規定,可分為碳素結構鋼焊絲、合金結構鋼焊絲和不銹鋼焊絲三類。


  1. 埋弧焊用實心焊絲


    低錳焊絲:含錳量為0.20%~0.8%,如H08A,配合高錳焊劑用于低碳鋼及強度級別較低的低合金鋼焊接。


    中錳焊絲:含錳量為0.8%~1.5%,如HlOMn2、HlOMnSi,主要用于低合金鋼焊接,并可配合低錳焊劑用于低碳鋼焊接。


    高錳焊絲:含錳量為1.5%~2.2%,如H08MnA、H08Mn2Si,主要用于低合金鋼焊接。


    錳鉬焊絲:含錳量為1%以上,含鉬量為0.3%~0.7%,如H08MnMoA、H08Mn2MoA,主要應用于強度級別較高的低合金鋼焊接。


    埋弧焊用實心焊絲的直徑一般在1.6~6. 4mm范圍以內,常用的焊絲直徑有1. 6mm、2mm、3mm、4mm、Smm和6mm六種。


  2. 二氧化碳保護焊實心焊絲


    焊接過程中,采用二氧化碳作為保護氣體可以有效地防止空氣侵入焊接區。但是,由于二氧化碳具有氧化性,可使焊絲中的各種元素在焊接過程中被劇烈的氧化,同時產生一氧化碳氣體。此外,二氧化碳在高溫下分解出的原子氧也會使合金元素氧化。由于合金元素被氧化燒損,必然影響焊縫金屬的化學成分與力學性能。如果焊絲中的錳、硅含量不足,其脫氧作用較差,致使熔池結晶后期容易產生二氧化碳氣孔。因此,二氧化碳氣體保護焊絲必須含有較高的錳、硅等脫氧元素,最常用的焊絲有H08Mn2SiA等,它具有良好的焊接不銹鋼管工藝性能及力學性能,適用于焊接低碳鋼和≤500MPa的低合金鋼。對于焊接強度級別較高的焊管,則應選用含鉬的焊絲,例如HlOMnSiMo等。


    不銹鋼焊管廠為解決二氧化碳飛濺問題,研制了活性焊絲。這是焊絲表面或內部添加K、Cs等易電離物質的焊絲。易電離物質稱為電弧活化劑,加入活化劑的焊絲稱為活性焊絲。由于加入易電離物質,使得電弧弧柱橫向尺寸增大,減小阻礙熔滴脫落的電磁力。由于電弧穩定,電弧活性斑點穩定在電極的端部,使得熔滴溫度升高、表面張力減小而易于脫落。從而改善了二氧化碳保護焊的熔滴過渡特性——以小滴形式從焊絲末端不斷脫落,而呈細滴噴射過渡,這樣就大大減少了飛濺。


    二氧化碳焊絲既是填充金屬又是電極,所以焊絲既應保證一定的化學成分和力學性能,又要保證具有良好的導電性和工藝性能。


    焊絲的供應狀態按有關標準分為三種形式:焊絲盤、焊絲卷和焊絲捆。


    焊絲盤的尺寸見表,纏繞在焊絲盤上的焊絲最大質量見表。


    焊絲卷規格質量分為12kg、13kg、14kg.45kg、16kg共五種。


    為防銹和導電,焊絲表面最好鍍銅,但鍍銅焊絲的總含銅量不得大于0. 35%。還可以采用光面焊絲,為防止生銹,這種焊絲出廠時都應油封。為保證順利送絲,要求焊絲表面光滑平整,不得有折彎和波浪形。在焊絲盤上的焊絲必須一層層地密排纏繞,以保證送絲平穩。通常焊絲以冷拔狀態供應。


    二氧化碳氣體保護焊主要用于焊接低碳鋼和普通低合金鋼,焊絲應符合GB/T 8110-1995《氣體保護焊用碳鋼、低合金鋼鋼絲》的有關規定。目前我國二氧化碳焊用的主要焊絲品種是H08Mn2Si類型,根據其雜質含量(硫和磷)和檢查項目(鍍銅層附著力和焊絲松弛直徑及撓距)又將其分成四種。H08 Mn2S1A為優質焊絲,與H08Mn2Si相比,前者的沖擊功值較高。


    H04Mn2SiTiA焊絲由于含有較多鈦,不但脫氧能力增強,而且脫氮能力也增強。所以這種焊絲抗氣孔能力強,適合于200A以上的大電流焊接。


    H04 MnSiAITiA焊絲與H04Mn2SiAITiA類似,具有更強的脫氧和脫氮能力,抗氣孔性也更強,特別適合于大電流填充水平角焊縫。該焊絲也適合于二氧化碳和氧氣混合氣體保護焊。


    對于氬氣和二氧化碳混合氣體保護的MAG焊來說,由于該氣體的氧化性較弱,不宜使用含硅和錳較高的H08 Mn2Si焊絲,而應該選用H08MnSi焊絲。


    光面焊絲在供應狀態下,為防銹經常在它的表面上涂一層工藝油或防腐物質等。使用這種焊絲所得到的焊縫中擴散氫含量為7mL/l00g,從而使焊縫的沖擊韌性降低,甚至形成氣孔。此外,還能使電弧穩定性變壞和增加飛濺,因此必須除去焊絲表面的油污。不銹鋼焊管廠常用的除油方法是機械法和化學法兩種,機械法清理焊絲表面只能稍微改善電弧穩定性和減少焊縫中的含氫量。如果在100~150℃條件下焙烤焊絲時,將大大降低焊縫中的含氫量并能明顯改善焊接過程穩定性?;瘜W清除油污是將焊絲放在70~ 80CC的脫脂劑中保持30分鐘,然后用熱水洗和冷水洗,以去掉涂層。脫脂劑的成分為30~40g/L無水碳酸鈉的3~5g/L水玻璃溶液。如果焊絲表面有油污、鐵銹時,需要先用硫酸或鹽酸洗,然后經鈍化處理和烘干。


    目前我國管道建設中采用的半自動及自動焊氣保護工藝焊絲主要為AWS A5. 28 ER80S -G和AWS A5. 18 ER70S - G。


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