立焊焊條的藥皮配方設(shè)計(jì)分析綜述1.1立向下焊的特點(diǎn)立焊是正對(duì)著焊件進(jìn)行焊接，操作困難程度較大不說(shuō)，還造成極大的體能消耗。立焊是各種位置焊接中最困難的一種焊接方法，焊接時(shí)鐵水由于重力而下墜，而且鐵水、熔渣不容易分離，焊縫成型也不美觀(guān)，焊接時(shí)熔池情況不方便觀(guān)察，還很快產(chǎn)生疲勞，焊接時(shí)運(yùn)條不當(dāng)時(shí)易產(chǎn)生夾渣等缺陷。因此，必須下更大的工夫、花更多的時(shí)間才能掌握。在立焊過(guò)程中，鐵水由于受自身重力影響，易形成焊瘤、咬邊等焊接缺陷，在焊接過(guò)程中嚴(yán)格控制焊接熔池形狀及熔池溫度非常有必要，如果熔池溫度過(guò)高應(yīng)采取用斷弧焊接REF_Ref8069\r\h[6]。在進(jìn)行立向下焊接時(shí)，焊條的運(yùn)動(dòng)方向肯定是從上到下的，焊縫的位置大多數(shù)都處于一個(gè)豎直方向，這樣就會(huì)有一個(gè)明顯的特點(diǎn)，因?yàn)橛凶陨碇亓Φ挠绊?，熔池的焊接流?dòng)速度比較快，這就要求焊工的焊接速度必須得加快，同時(shí)熔滴向熔池的過(guò)渡速度也隨之提高，這就代表著需要選用較大的焊接電流來(lái)進(jìn)行焊接，來(lái)增大電弧吹力，加快熔滴過(guò)渡的速度，這樣還能夠盡可能的提高熔深，提高焊縫性能，還有熔渣的粘度必須得提高，這樣才能確保焊接質(zhì)量，最后，焊條的配方選擇短渣，才可以獲得符合要求的立向下焊條REF_Ref8294\r\h[7]。1.2焊條設(shè)計(jì)一般思路圖1.1焊條設(shè)計(jì)思路REF_Ref8471\r\h[8]1.3熔渣的粘度合適的熔渣粘度在立焊焊接中尤為關(guān)鍵，它是保證焊條工藝性能的重要因素之一，我們通過(guò)大量試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，如果渣中堿性氧化物的含量增加，熔渣的粘度就會(huì)出現(xiàn)明顯的降低，鐵水和渣水特別容易產(chǎn)生下淌，所以藥皮含量里面CaO、MgO的含量宜控制在5%以下，隨著渣中SiO2含量的增多，熔渣粘度出現(xiàn)明顯的增大，有利于防止渣水和鐵水下淌，加入適量的SiO2還有一個(gè)很大的好處，就是可以降低熔渣的表面張力，改善熔渣對(duì)焊縫的浸潤(rùn)性，也有利于其均勻完整地覆蓋在焊縫表面，但如果SiO2含量過(guò)高，也有一些壞處，比如熔渣粘度會(huì)比較大，流動(dòng)性也會(huì)變得特別差，這樣的話(huà)反而不利于對(duì)焊縫的覆蓋；還有熔渣粘度過(guò)大會(huì)影響冶金反應(yīng)的充分進(jìn)行，增大了氣體和熔渣從熔池中浮出的阻力，這樣就容易導(dǎo)致產(chǎn)生氣孔和夾渣等缺陷；也會(huì)使熔渣的短渣性質(zhì)發(fā)生變化，毫無(wú)疑問(wèn)，這些都是我們不想看到的結(jié)果REF_Ref20994\r\h[9]。1.4電弧的吹力使用研制出來(lái)的焊條進(jìn)行焊接時(shí)，比較大的電弧吹力是我們希望看到的，因?yàn)樗浅Ｓ欣谔岣吆笚l工藝性能。比較大的電弧吹力可以有效地克服立焊時(shí)的重力作用，托住熔渣和鐵水，防止其下淌；其次可促進(jìn)熔滴向熔池過(guò)渡，有利于減小飛濺；另外可加強(qiáng)電弧對(duì)熔池的攪拌作用，有利于氣體和熔渣浮出，但為了獲得大的電弧吹力，須加入較多的纖維素，而微晶纖維素含量過(guò)高，將使焊縫增氫，焊縫抗裂性能變差，并使焊接煙霧增大，飛濺增多，為此，將纖維素含量控制在15%以下。通過(guò)調(diào)整熔渣的凝固特性，以使電弧吹力能夠滿(mǎn)足焊接工藝的要求，另外，在焊條中，電弧吹力通常都是通過(guò)加入有機(jī)物來(lái)獲得的，而在本焊條中，除了加入有機(jī)物外，還加入了適量的碳酸鹽，這樣既可提高電弧吹力，又不會(huì)使焊縫增氫，但加入量不能太多，否則易使熔渣下淌REF_Ref20994\r\h[9]。1.5藥皮渣系的選擇熔渣在冷卻過(guò)程中其粘度發(fā)生不同程度的變化，這些變化對(duì)冶金及焊接工藝性能影響較大，渣系類(lèi)型是影響焊條工藝性能的決定性因素。為了保證熔渣和鐵水在立焊時(shí)不下淌，立焊焊條的渣系應(yīng)為典型的短渣，即在焊弧區(qū)內(nèi)熔渣粘度小、流動(dòng)性好，有利于焊接冶金反應(yīng)的充分進(jìn)行，熔池中的氣體和夾渣能及時(shí)浮出，而當(dāng)焊弧移開(kāi)后，熔渣粘度迅速增大并快速凝固，以避免熔渣和鐵水下淌，從而獲得成形良好的焊縫。通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)及理論分析可知立焊焊條形成堿性渣系

Al2O3－SiO2－CaO，在該堿性渣系中加入

TiO2

和

CaCO3

均可形成典型的短渣，又由于

SiO2

為典型的長(zhǎng)渣物質(zhì)，因此通過(guò)在焊條配方中添加適量

TiO2

和

CaCO3，同時(shí)適當(dāng)減少

FeSi

來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)過(guò)程中觀(guān)察到，當(dāng)

TiO2

和

CaCO3

加入量較少時(shí)，渣系沒(méi)有明顯變化，熔渣對(duì)熔融焊料的阻擋作用也沒(méi)有明顯的改善；隨著兩種物質(zhì)添加量的增加，出現(xiàn)熔融金屬呈球狀下淌的現(xiàn)象，同時(shí)焊后觀(guān)察發(fā)現(xiàn)，部分熔渣在母材焊道表面均勻鋪展，熔渣阻止焊料下淌的作用仍不明顯REF_Ref20994\r\h