(1) 从式(1)中呵以得出,飞溅率随着药芯中氟化物、氧化物和碳 酸盐的增多而增大,随着脱氧剂的增 多而减少,合金元素刘飞溅几乎没有影响。 根据同归方程,结合各因子的取值范围,町以推断氟化物对飞溅 的影响最大,碳酸盐的影响次之,脱氧剂、氧化物和合金元素对E溅 的影响较小。 2.2.1 氟化物对焊接飞溅的影响 一般来讲,药芯中加人的氟化物在=c!f!接高温的作用下产 生大量的气体,使电弧空间蒸气压增大,阻碍熔滴过渡,促使熔滴长大,从而增大飞溅。I司时氟能使电弧稳定性变差,所以在药芯中加 入氟化物能使焊接过程中飞溅增大。 氟化物种类对E溅也有一定影响,在自保护药 芯焊丝中加人的主要氟化物是氟化钡和氟化钙,调 整两种氟化物的配比,制作五种自保护药芯焊丝,这五种焊丝中 氟化钡和氟化钙的配比见表1。从l号 焊丝到5号焊丝,氟化钡加人量逐渐增多。 五种焊丝中BaF2,caF2占氟化物的质量分数殛飞溅率T曲Iel Ma鹃pencen【afBaRa州CaF2nfIvewI resand s廿erbsee什ieienIofthem 药芯中加人氟化钡和氟化钙都能使焊接过程中飞溅增大。从另一 个角度讲,Ba和ca元素都是电离电位较低的元素,在电弧空间有 助于电弧的稳定燃烧。Ba元素的电离电位(Ui)值为5.2lV, 小于ca元素的电离电位6.1lv,Ba比ca在电弧空间更容易 电离,能够使电弧更加稳定。 方数据从表1对五种自保护药芯焊丝的飞溅率的测试可知,随着BaR的用量增大会使焊接过程飞溅降低。但是如果完全使用氟化钡 也会产生如下两个问题:(1)BaF2与A1203,MgO形成高熔点渣,易于 形成 灾清、小完全熔化等缺陷;(2)一些Ba的化合物会产生有毒 气体。为了补偿BaF,所带来的负面影响,药粉中同时加入碱金属 或碱土会属氟化物,例如caF2和TJjF;或碱土金属氧化物和 金属氧化物的复 合化合物。 2.2 2碳酸盐对飞溅的影响 在药芯焊鳇中加入碳酸钠和碳酸钾能够降低熔滴的表面张力,使 熔滴质量减小,并且缩短熔滴在电 弧区存在时问,从而减小飞溅。同时钾、钠元素的电离电位很低, 使电弧中气体的有效电离电位降低,促使弧根扩展,使电磁收缩力的 轴向分力变成推动熔滴过渡的作用力。但是由于碳酸盐在电弧空间分 解形成大量的c嘎气体,对焊接熔滴产生气垫作用,托住熔滴,阻碍 熔滴过渡,使熔滴尺寸增大,焊接区气体动力增大,飞溅增大。为了 考察碳酸盐含量对飞溅率的影响,自制r四种自保护药芯焊丝,焊丝 中碳酸盐的含量和飞溅率见表2,可见碳酸盐在含量较少时能够很好 地抑制飞溅的产生,但当碳酸盐用 量进一步增大,飞溅增大。该渣系碳酸盐用量在0.5%~0.8% 表2碳酸盐对焊接飞溅的影响T曲Ie EffecIofca咖ate we蚓旧sp酣er2.2.3氧化铁对飞溅的影响 自保护药芯焊丝中加入的氧化物主要是氧化 铁,其作用是为了改善渔的物理性能,改善焊缝成形,使焊缝表 面光清,增强渣保护效果,同时能够减 少氢气7L产生的倾向性。 氧化铁的加入量对预处理药粉的熔点影响较 大,所谓药粉的预处理是指将部分药粉混合存一起 后进行烧结,然后再破碎成所需要粒度的过程。预处理药粉的熔 点直接影响药芯的熔点,药芯的熔点 随着预处理药粉熔点的提高而提高。表3是通过半球法测得的不 同氧化铁加入量的五种配方预处理药粉的熔点。从表3中可以看出, 随着顶处理药粉中氧化铁量的增多,预处理药粉熔点提高,使药芯的 熔点也随之提高,药芯滞熔严重,影响焊丝的导电性并使电弧不稳定, 从而增大b溅。 112 焊接学报第28卷 F岛q用量对预处理药粉熔点的影响1曲|e3 Effed 0fF眭q c洲Ient 0nme|tingp0ofprelrealed comDounds 氧化铁含量(%) 1751375 115熔点"口c950 9008807如670 飞溅率(%) 16 13 另一方面,由于氧化铁在受热情况下极易分解,分解方程为 6F岛01=4Fb04+02,【2)2Fb04=6F+ 2.4脱氧剂和夸金元素对飞溅的影响脱氧剂能够降低熔池中氧化铁的含量,从而减少由于氧化铁产生 的cO气体,有利于降低气泡逸出型飞溅;合金元素对飞溅几乎没有 影响。 3结论 自保护药芯焊丝的飞溅形成机理的特殊性是由万 方数据种类主要有电弧力引起的飞溅、气泡放出型飞溅和气体爆 炸引起的飞溅。药芯成分通过影响熔滴的表面张力、焊接区的气体动 力等而影响飞溅的大小。飞溅率随着药芯中氟化物、氧化物和碳酸盐 的增多 而增大,随着脱氧剂的增多而减少,合金元素对飞溅 几乎没有影响。 参考文献 接学报,1991.12(2):12l一128[2]盂庆华,医智明降低cc)2气体保护焊飞溅的控制方法 石油r程建设,20。2,28(4):4J一43[3]张文钺.许乇环,丁萍,等不锈钢cq气保护药芯焊丝b 溅产生机理及影响因素的研究[J].焊接技术,1999(1): 辉校北京:机械工业出版社,1985作者简介:潘川,男,1967年出生,博土,教授。辛要从事 焊丝的研发工作。发表沧文20余篇。