药芯焊丝是在结合焊条的优良工艺性能和实心焊丝的高效率自动焊的基础上产生的一类新型焊接材料。
1.药芯焊丝的优点
较为公认的优点如下。
(1)焊接工艺性能好 在电弧高温作用下,粉芯中各种物质产生造气、造渣等一系列反应,对熔滴过渡形态、熔渣表面张力等性能产生影响,明显地改善了焊接工艺性能。即使采用CO2气体保护焊,也可实现熔滴的喷射过渡,可做到无飞溅和全位置焊,且焊道成形美现。
(2)熔敷速度快、生产效率高 药芯焊丝可进行连续地自动、半自动焊接。焊接时,电流通过很薄的金属外皮,其电流密度较高,熔化速度快,熔敷速度明显高于焊条,并略高于实心焊丝(图8-3)。生产效率约为焊条电弧焊的3~4倍,在大面积表面堆焊时甚至高于焊条8倍。
(3)合金系统调整方便 药芯焊丝可以通过外皮和药芯两种途径调整熔敷金属的化学成分。特别是通过改变药芯中的粉料组成,可获得各种不同渣系、合金系的药芯焊丝,以满足各种不同需求。该优点在除低碳、低合金钢以外钢种焊接时的优势是实心焊丝无法比拟的。
(4)能耗低 在药芯焊丝电弧焊过程中,连续施焊使得焊机空载损耗大为减少;较大的电流密度,增加了电阻热,提高了热源利用率。两者使药芯焊丝能源有效利用率可提高20%~30%。
(5)环保 在生产过程中,药芯焊丝不采用酸洗、碱洗、电镀等可能造成环境严重污染的生产工艺。在使用过程中,药芯焊丝产生的固体废弃物——焊渣(4%~8%)明显低于焊条(20%左右)和实心焊丝埋弧焊(40%~50%)。在三大类焊接填充材料中,药芯焊丝对焊接生产的负面影响最小。
(6)综合成本低 焊接生产的总成本应由焊接材料、辅助材料、人工费用、能源消耗、生产效率、熔敷金属表面填充量等多项指标综合构成。焊接相同厚度(中厚板以上)的钢板,药芯焊丝单位长度焊缝的综合成本不到焊条一半,且略低于实心焊丝。使用药芯焊丝经济效益是非常显著的。
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图8-3 三类焊接村料熔敷速率比较
1—金属粉型药芯焊丝,φ=1.2mm 2—氧化钛型药芯焊丝,φ=1.2mm 3—金属粉型药芯焊丝,φ=1.6mm 4—实心焊丝,φ=1.2mm 5—氧化钛型药芯焊丝,φ=1.6mm 6—实芯焊丝,φ=1.6mm
总之,药芯焊丝是一种高效节能的新型焊接材料。近年来在我国应用领域增长迅速。
2.药芯焊丝的缺点
下列因素仍将在一段时问内制约药芯焊丝广泛应用。
(1)制造设备复杂 无论用何种工艺生产药芯焊丝,其设备的复杂程度,在加工精度、标制精度、设备高技术含量、操作人员素质等多方面的要求,均高于另两类焊接材料的生产设备。
(2)制造工艺技术要求高 药芯焊丝生产工艺的复杂程度,远大于焊条和实心焊丝的生产。合格的药芯焊丝产品除了精良的制造设备、内在质量优良的药粉配方技术,另一关键则在于制造工艺。目前,国内许多药芯焊丝制造厂家在产品质量、批量上有差距,其原因还是在制造工艺方面尚不过关。
上述原因使得普通结构钢用药芯焊丝的市场售价高于焊条和实心焊丝。
(3)成品丝的防潮保管困难 除了无缝药芯焊丝外表面可镀铜外,药芯焊丝在防潮保管方面比另两类焊材要求高。在防潮性能方面,药芯焊丝不如镀铜实心焊丝的抗潮性好。从受潮后通过烘干,恢复其性能方面分析,药芯焊丝不如焊条,受潮较重的药芯焊丝或是无法烘干(塑料盘),或是烘干效果不理想,基本上不能使用。在防潮保管问题上,一方面生产厂商在药芯焊丝包装上要给予充分重视,采取相应的技术措施,另一方面建议使用单位不要长期大量保存药芯焊丝。目前现有的常规防潮包装可保证药芯焊丝在半年至一年内基本符合出厂时的技术要求。因此使用单位应根据生产实际情况组织进货,减少库存。
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