在埋弧焊的燒結(jié)焊劑中，鎂砂、螢石、氧化鋁的含量高低會(huì)形成焊劑的不同熔化特性，從而對(duì)焊接工藝性能產(chǎn)生影響。
焊接過(guò)程是一個(gè)非常復(fù)雜的物理化學(xué)過(guò)程，其特點(diǎn)是反應(yīng)溫度高、時(shí)間短，參加反應(yīng)的各種物相難以達(dá)到平衡，因此，關(guān)于焊劑組分對(duì)焊接工藝性能的影響規(guī)律的研究，國(guó)內(nèi)外最常用的仍然是采用大量試驗(yàn)的方法。
燒結(jié)焊劑通常由多種礦物質(zhì)、化工原料和鐵合金等組成，是一個(gè)多元體系。在焊接過(guò)程中，焊劑由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)是在一定溫度區(qū)間內(nèi)進(jìn)行的。焊劑的熔化特性是指焊劑熔化溫度的高低和熔化溫度區(qū)間的大小。焊劑的熔點(diǎn)是指焊劑開(kāi)始熔化的溫度，又稱造渣溫度，它可以近似反映實(shí)際焊劑熔化的初始狀況，對(duì)焊接過(guò)程的電弧空腔形成及熔渣的粘度和流動(dòng)性等均有重要影響，可以作為分析焊劑工藝性能的一項(xiàng)指標(biāo)。
熔化特性的測(cè)試和焊接工藝性能的試驗(yàn)
1.試驗(yàn)設(shè)備
GX-Ⅲ型高溫物性測(cè)試儀、MZ(D)-1000型埋弧焊機(jī)
2.試驗(yàn)材料及工藝參數(shù)
材料：X70管線鋼板，化學(xué)成分如表1所示；焊絲為H08C，化學(xué)成分如表2所示。工藝參數(shù)：I＝1000A，U＝31.5V，焊接速度1m/min，焊絲伸出長(zhǎng)度28mm。
3.試驗(yàn)方法
焊接完畢后，記錄各種成分對(duì)穩(wěn)弧性、脫渣性和成形性等指標(biāo)的影響，用H45型精密焊接檢驗(yàn)尺測(cè)量焊縫的余高和熔寬，最后綜合比較打分（滿分為10分）。
試驗(yàn)選用燒結(jié)焊劑中含量較多的鎂砂、螢石、氧化鋁作為主要組分進(jìn)行試驗(yàn)。另外，考慮焊劑的脫氧性能和系統(tǒng)的合金化及調(diào)整焊劑的堿度，向焊劑中加入適量的硅灰石、錳礦、鋯英石、石英、鐵合金、稀土和其他物質(zhì)。
試驗(yàn)結(jié)果與分析
采用單因素輪換法測(cè)定3種主要組分對(duì)焊劑熔化特性、焊接工藝性能的影響，主要記錄焊劑軟化、熔化溫度和熔化溫度區(qū)間，考察焊縫咬邊、焊縫光滑程度、焊縫表面顏色、脫渣性，并測(cè)量余高和熔寬以說(shuō)明熔渣的流動(dòng)性和鋪展性。
1.鎂砂對(duì)熔化特性和焊接工藝性能的影響
（1）鎂砂含量對(duì)熔化特性的影響
鎂砂含量對(duì)軟化、熔化溫度及熔化溫度區(qū)間的影響測(cè)定結(jié)果如圖1所示。
圖1 鎂砂對(duì)焊劑熔化特性的影響
從圖1a中可以看出，在測(cè)試范圍內(nèi)，軟化溫度上升較慢，熔化溫度上升較快，因此，對(duì)應(yīng)的圖1b中熔化溫度區(qū)間上升較快。這說(shuō)明鎂砂可以有效地調(diào)節(jié)熔化溫度區(qū)間的大小。
（2）鎂砂含量對(duì)焊接工藝性能的影響
只改變MgO含量的五組焊劑焊接過(guò)程電弧穩(wěn)定，煙霧小，由表3可見(jiàn)，MgO含量為18%時(shí)，成形最好；MgO含量少時(shí)，熔渣氧化性較大，焊縫被氧化為藍(lán)色；MgO含量過(guò)高時(shí)，由于其熔點(diǎn)較高，熔渣的流動(dòng)性較差，焊縫中間出現(xiàn)脊，脫渣性變差，咬邊嚴(yán)重。
（3）結(jié)果分析
當(dāng)鎂砂含量較少時(shí)，熔點(diǎn)低，熔化溫度區(qū)間小，焊劑的熔化溫度區(qū)間小，液態(tài)熔渣存在的時(shí)間就短，因此熔渣與液態(tài)金屬的接觸機(jī)會(huì)少，熔渣的保護(hù)作用也就難以實(shí)現(xiàn)；當(dāng)含量較高時(shí)，熔點(diǎn)高，熔化溫度區(qū)間大，液態(tài)熔渣存在時(shí)間較長(zhǎng)，焊劑完全熔化時(shí)的溫度已經(jīng)很高，液態(tài)焊劑的粘度會(huì)降低，使在熔池和焊接區(qū)上覆蓋的液態(tài)焊劑流失，這樣對(duì)焊縫的保護(hù)也會(huì)失敗，難以保證焊接質(zhì)量。鎂砂的工藝性能試驗(yàn)結(jié)果與以上分析一致，鎂砂含量太低或過(guò)高都不能得到適宜的熔點(diǎn)和熔化溫度區(qū)間，對(duì)焊縫成形不利
在埋弧焊的燒結(jié)焊劑中，鎂砂、螢石、氧化鋁的含量高低會(huì)形成焊劑的不同熔化特性，從而對(duì)焊接工藝性能產(chǎn)生影響。
焊接過(guò)程是一個(gè)非常復(fù)雜的物理化學(xué)過(guò)程，其特點(diǎn)是反應(yīng)溫度高、時(shí)間短，參加反應(yīng)的各種物相難以達(dá)到平衡，因此，關(guān)于焊劑組分對(duì)焊接工藝性能的影響規(guī)律的研究，國(guó)內(nèi)外最常用的仍然是采用大量試驗(yàn)的方法。
燒結(jié)焊劑通常由多種礦物質(zhì)、化工原料和鐵合金等組成，是一個(gè)多元體系。在焊接過(guò)程中，焊劑由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)是在一定溫度區(qū)間內(nèi)進(jìn)行的。焊劑的熔化特性是指焊劑熔化溫度的高低和熔化溫度區(qū)間的大小。焊劑的熔點(diǎn)是指焊劑開(kāi)始熔化的溫度，又稱造渣溫度，它可以近似反映實(shí)際焊劑熔化的初始狀況，對(duì)焊接過(guò)程的電弧空腔形成及熔渣的粘度和流動(dòng)性等均有重要影響，可以作為分析焊劑工藝性能的一項(xiàng)指標(biāo)。
熔化特性的測(cè)試和焊接工藝性能的試驗(yàn)
1.試驗(yàn)設(shè)備
GX-Ⅲ型高溫物性測(cè)試儀、MZ(D)-1000型埋弧焊機(jī)
2.試驗(yàn)材料及工藝參數(shù)
材料：X70管線鋼板，化學(xué)成分如表1所示；焊絲為H08C，化學(xué)成分如表2所示。工藝參數(shù)：I＝1000A，U＝31.5V，焊接速度1m/min，焊絲伸出長(zhǎng)度28mm。
3.試驗(yàn)方法
焊接完畢后，記錄各種成分對(duì)穩(wěn)弧性、脫渣性和成形性等指標(biāo)的影響，用H45型精密焊接檢驗(yàn)尺測(cè)量焊縫的余高和熔寬，最后綜合比較打分（滿分為10分）。
試驗(yàn)選用燒結(jié)焊劑中含量較多的鎂砂、螢石、氧化鋁作為主要組分進(jìn)行試驗(yàn)。另外，考慮焊劑的脫氧性能和系統(tǒng)的合金化及調(diào)整焊劑的堿度，向焊劑中加入適量的硅灰石、錳礦、鋯英石、石英、鐵合金、稀土和其他物質(zhì)。
試驗(yàn)結(jié)果與分析
采用單因素輪換法測(cè)定3種主要組分對(duì)焊劑熔化特性、焊接工藝性能的影響，主要記錄焊劑軟化、熔化溫度和熔化溫度區(qū)間，考察焊縫咬邊、焊縫光滑程度、焊縫表面顏色、脫渣性，并測(cè)量余高和熔寬以說(shuō)明熔渣的流動(dòng)性和鋪展性。
1.鎂砂對(duì)熔化特性和焊接工藝性能的影響
（1）鎂砂含量對(duì)熔化特性的影響
鎂砂含量對(duì)軟化、熔化溫度及熔化溫度區(qū)間的影響測(cè)定結(jié)果如圖1所示。
圖1 鎂砂對(duì)焊劑熔化特性的影響
從圖1a中可以看出，在測(cè)試范圍內(nèi)，軟化溫度上升較慢，熔化溫度上升較快，因此，對(duì)應(yīng)的圖1b中熔化溫度區(qū)間上升較快。這說(shuō)明鎂砂可以有效地調(diào)節(jié)熔化溫度區(qū)間的大小。
（2）鎂砂含量對(duì)焊接工藝性能的影響
只改變MgO含量的五組焊劑焊接過(guò)程電弧穩(wěn)定，煙霧小，由表3可見(jiàn)，MgO含量為18%時(shí)，成形最好；MgO含量少時(shí)，熔渣氧化性較大，焊縫被氧化為藍(lán)色；MgO含量過(guò)高時(shí)，由于其熔點(diǎn)較高，熔渣的流動(dòng)性較差，焊縫中間出現(xiàn)脊，脫渣性變差，咬邊嚴(yán)重。
（3）結(jié)果分析
當(dāng)鎂砂含量較少時(shí)，熔點(diǎn)低，熔化溫度區(qū)間小，焊劑的熔化溫度區(qū)間小，液態(tài)熔渣存在的時(shí)間就短，因此熔渣與液態(tài)金屬的接觸機(jī)會(huì)少，熔渣的保護(hù)作用也就難以實(shí)現(xiàn)；當(dāng)含量較高時(shí)，熔點(diǎn)高，熔化溫度區(qū)間大，液態(tài)熔渣存在時(shí)間較長(zhǎng)，焊劑完全熔化時(shí)的溫度已經(jīng)很高，液態(tài)焊劑的粘度會(huì)降低，使在熔池和焊接區(qū)上覆蓋的液態(tài)焊劑流失，這樣對(duì)焊縫的保護(hù)也會(huì)失敗，難以保證焊接質(zhì)量。鎂砂的工藝性能試驗(yàn)結(jié)果與以上分析一致，鎂砂含量太低或過(guò)高都不能得到適宜的熔點(diǎn)和熔化溫度區(qū)間，對(duì)焊縫成形不利
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