铁粉焊条的.pdf

铁 粉 焊 条 的 研 岍 肼岍 e e 帅岍 淄 博电 焊 条 厂 冶金部钢 铁研 究总院 随着现代化工业的发展 焊接 攮术突飞猛 进 各国除研究和开发高效焊接方法和焊接工 艺外 在焊接材料方面也做了许多改进 铁粉 焊条的广泛应用就是一例 在焊条药皮申加入 3 O 以上的铁粉或熔敷效 率 在1 1 0 以上韵焊 条称为铗粉焊条 由于铁粉焊条具有效率高 工艺性能好等优点 促使各国竟相发展 和大力 采用 近年来 我国有关 研究 机构及 电焊条 厂在 研制铁粉焊条方面也进行了大量工作 从研究 用于 焊条 的铗粉入 手 就铗粉的成分 粒度 形状 松比等因素对铁粉焊条质量的影响作了 深入的研 究 采用还原法及 永雾化法 工 艺 分 别制取了不同松比的焊条用铗粉 有力地推动 了铁粉焊条的研制 龇 嘛 蝴 协 出 吴德 亮 尹士 科 0 S 本研 究的焊条 既具有 莨好 的焊接工艺性 能 如交流稳孤性好 脱渣容易 飞溅不大 成型美观等特点 又具有较高的熔敷效率 有 利于提高焊接劳动生产率 淬 焊条采用的铁粉 是国内大批量供贷的还原铁粉 由 于 配方台 理 焊条压涂 性 良好 对 生产 工 艺无特 殊要 求 采用现有的生产设各 即可大批量生产 具有一定的经跻效益和社会效益 一 研制焊条的技术 性能指标 1 熔敷金属机械性能 屈服 强 度 4 2 k g f mm 抗 拉 强 度 5 0 k g f m 2 延 伸 率 2 2 v型冲击一3 O AKV 2 7 J 固 8 搿 接焊 缝盘属爰 熔台 区盘相 维缎2 s 0 通过比较还可看出 塞焊点的熔敷金属组 织 见金相图 7 比对接焊缝的隔离层 复层 不 锈钢组织晶粒要细 这 是由于冷速更快 的缘 故 五 量问庸蚀 按GB4 3 3 4 5 8 4 不 锈 钢 晶 腐蚀试 验 的规定 对罐体不锈复台板的塞焊点和对 接焊缝都作了T 法 晶回腐蚀试验 对腐蚀后的 试样 冷弯 1 8 0 无 一试 样 出现裂纹 四 结 论 A 与 1 C r 1 8 Ni 9 Ti不嚣复合板 可节约 不 锈钢8 0 左右 且比单一的不锈钢具有更好的 热传导性 采用钻 孔塞 焊法 与堆焊法相 比 不 但可提高工效近 六倍 而且复板耐蚀性大大优 于堆焊层 因为不锈钢板材的C r O 膜比铸 态 的堆焊层要致密 且组织均匀 晶粒度小 所 以 是一种很值得推广 的工艺方法 而此 种不锈 复合锕板 的焊接工 艺 经 试验 证明 接头机械 性能 耐 蚀性能 金相 组织 和 X光探伤拍 片等 均合要 求 需要说明的是 基板A 钢的焊接 提高 生产效率讲 也可采用埋弧焊法 而钻孔塞焊 工艺还可进 一步作更细的试验 维普资讯 2 焊条熔敷效率 H0 3 熔敷金属扩散氧含最t甘油拣溅定 5 mI 1 0 0 g 4 焊接工艺性能t飞溅小 脱渣容易 成型美观 适用于交直流 电源和垒位置婢接 5 其他性自 B 符合GB 5 n7 8 5 中E5 O 1 8 型 碍条要求 二 焊 条渣 系的确 定 一 般低氢焊条的渣系 主要是由高碱度的 c a O ca F 组成 它们是 通过在药皮中加入 大量的大理石及萤石来实现焊接过程的造渣 造气 熔池精炼及脱氢作用 以获得良好的捍 缝金属机械性 能 在 研 究 中 我 们在 C a O Ca F滢 系基础上 再如入适最T O AZ O 构成Ca O Ca F 2 T O 2 Z r O 2 渣系 试 验结果表 明 合适的 C aCO 与Ca F 之 比 对焊接工艺性船有较大的影响 大理石含 量提高 萤石含量降低 可以增加 电弧欢力 改善电弧稳定性 但熔渣流动性变差 焊道变 窄 堆高增加 反之 萤石台量过高 使电蕊 稳定性变差 药皮熔点降低 套筒变短 焊接 拯作困难 一般取大理石与萤石之比在2 t l左 右为宜 有时 比值L 3 1 5 也能得 到 良好的工 艺性能 药皮 中加入适量 的Ti O 和Z r O 可 以 细化熔滴 改善电弧稳定 性及 坡 日 内的脱渣 性 铁粉焊条 中 由于加入了 3 O 左 右 的 铁 粉 使药皮的熔点有所降低 熔渣的流动性和 表面张力 也有一定的变 化 为了得 到满意的焊 接套祷和熔渣物理性能 与不加铁粉的商类焊 条相 比较 萤石的加入量 以低些为宜 作为脱氧剂可采用传统的S i Mn T i 铁台 盎 也可采用Mg Ca 等强脱氧剂 三 铁粉 物理 性 能 的影 响 及加 入 量 的控 制 本 试验 仅对 E 5 0 l 8 型解条中铁粉橙 比 颗 粒度 却入百分数和药皮厚度对培教赦率簧 S 6 影响进行试验研究工 作 以便 更 好 地 掌握 Z B J 5 4 A焊蠡中铁粉的特性 和使 用 要求 力 稳定焊条质量做了基础性工作 1 铁耪橙 比对熔敷效率的影响 试验用铁精韵松比为2 5 g Am 3 0 g 和3 7 g c m 三种类型 铁粉的加入量均为3 0 药皮外径 与焊条 直径 之比是 1 6 5 焊条熔敷效 率与铣 粉拾 比的关 系直 图 l 圈 1 铁糟格比 髂敷歙率的影响 由 图 1可 以看 出 随着 铁粉橙 比的增加 焊条的熔敷效率有所增加 因为该焊条不是高 敷铁 粉焊 条 故不 必采 用 高密度 黩粉 采翻松 比为3 O g c m 铁粉就可以了 当熔敷效率大于 1 5 0 的高效 铁粉焊条时 要 求 采 用 松 比为 3 7 g c m 的铁粉 为合适 2 铁粉粒度对熔敷效率 的影响 在比较铁粉粒度的影嫡时 铁粉加入量为 3 5 将松 比为3 O E 厂 c m 的铁耪筛选成如下 三种颗粒 度l 4 0 1 0 0目 1 0 0 1 5 0 目 l 5 0 2 0 0目 按 照焊条用 铁粉 国标规 定 铁 粉 中颗 粒度在2 0 0 目以下的含量 不大于1 5 敌三种 粒度 基本上 反应了对 铁粉颗粒 度 的澎响 结果 表 明 铁粉颗 粒度 在4 0 2 0 0目之甸变 化 时 对焊条 的熔敷 效率 无 明显影晌 3 铁粉 加入量对 熔敷效率 的影 响 试 验闱 铁粉松 比为3 0 g c m 药 皮 厚度 分两组 即焊条药皮外径与焊芯直径之比分别 为 D d 1 6 5 和I 8 铣 粉 加入量分四 档 即 1 7 蕲 2 7 嘶 3 2 嘶和3 5 嘶 试 验结果见 圉 2 由图可知 t随铁粉 加入 量 的增加 焊条的 熔敷效率逐渐增加 在同样铁糟如入量的情况 下 随着药皮厚度的增加 焊条的熔敷效率增 加蔓明显 这表明t为了达到所要求的熔敷效 维普资讯 率 可采用两条途径t一是增加铁粉 含量 二 是 增加药皮厚度 通常全拉置焊接甩铁粉焊条 的药 皮厚度是有 限的 D d 一般 都 小于 l 8 在D d 不变 情况下 为增柳熔敷效率 可增加 铁粉 台量 但铁粉的加入量 也有 一定 限度 通 常不超过4 5 船 否则将导致药皮套筒过短 电 弧吹力不足 立焊时经常短路 不 能 正 常操 作 为了保 证合适 的套筒长 度 Dl d 越小 铁 粉的 E限加入量应越小 臼 2 铁粉 l椰入 量对焙敷 效率 的 影响 图 2表 明 药皮 厚度D d 为 1 6 5 时 铁粉 加入量不小于3 0 呼 刍 即可达到熔敷效率i i 0 嘧 的 要求 如果增加药皮厚度 将使熔敷效率进一 步提 高 4 药皮厚度对飞溅率和熔化幕蠹的影响 铁粉焊条 的药度厚度 较晋通焊 条 厚 一 些 随着药皮厚度 的增拥 除了影响刘焊条的 熔敷效率外 对焊条的熔化系数和飞溅率也有 一 定 影响 率 试验 测定结果 列表一 由表一可 以看 出 随着 药皮 厚度 的增加 焊条 的熔化系 数逐 渐 减小 焊条 的飞 溅率 有所 降低 特 别是 D d 1 8 时 飞溅率有 较 大 幅度 的 降低 故适当增加 药皮厚 度对改善焊条 的焊接工 艺性 月 日 是有 利的 普通低 氢型焊条的药皮厚度 D d 在l 5 1 6 而 本 铣粉焊 条的D d 在1 6 5 l 7 5 药皮 厚度 大时 不 和于全 位置焊接 和窄 坡 口焊 接 因为随着 药 皮 厚度 增加 套筒 增 长 电弧 吹力 增大 熔 池拉长 焊渡变粗 另 步 h 大量的电 弧热消耗在熔化药皮上 对能撖 的利用 也不 合理 故 应予 以限制 表 药皮厚度时熔化系数和 飞溅率的影响 药皮厚 度 D d 1 5 5 1 6 5 1 8 熔 化系藏 g A b 9 5 B 5 8 9 8 3 8 7 3 0 飞壤率 l 3 3 6 l 2 3 2 6 8 洼 试验用 掉 条 用 小油压 机压潦 墒 心不能拉 索 i 放 飞 穗事 均偏 高 四 焊缝化学成份对韧性 的影 响 为了得 到 良好 的焊 缝韧性 除了控制 熔渣 成 份 提 高熔渣 碱度外 还 应对 焊缝化学成 份 特别是s i Mn 的最佳禽量进行试 验研 究 以 便 确定焊 缝的台适成 份范围 焊缝 中S i 含量对韧性 的影响 列于表二 焊缝中Mn 含量 对韧佳的影喻列于表三 表 S i 对焊缝韧性 的影响 表三 Mn 甘焊缝 韧 l生的影响 AKV 0 C 9 1 5 1 0 g 0 j 1 O J 一2 0 C 9 1 0 1 0 0 0 1 0 3 O 由表可知 随着焊缝 中S i 含量的降低 焊 缝 韧性 逐渐提 高 故 从提 高韧性 的角变考虑 si 的 含量 在0 2 和左 右最 佳 但 从 焊 凑工 艺生 考 虑 为保证铁水流动性和表面成形 焊缝中s j 的 含量叉不能太低 故本焊 缝S i 含量 以0 2 0 5 为宜 焊缝中Mn 的 含量对焊 缝陡 能 也有重要 影 响 Mn 含量超过 1 呼 刍 时 焊缝 强度过 高 对 5 0 公斤级焊条而 言 韧性有 所损 伤 但 焊缝 中 Mn 的 含量也不 能太低 否则 焊 缝强度将 达不到要 求 焊缝 韧性 也会 明显下 降 参 照表 三 本焊条 中M 的 含量 O 8 1 3 5 嘶为宜 为保证焊 缝具有较高 的韧性 焊缝 中S P 的含量也应严格控制 尽量保持其含 量在低 的水平上 维普资讯 五 Z B I 5 o 6 A焊条的缝合性 能 测试 结果 在 确定了焊条的药皮渣系 铁 粉的合适加 入量及焊缝的化学成份范围之后 随即在车间 的生产设备上试生产了一批焊条 在本厂和哈 尔 滨焊 接研 究所傲了全面检测 结 果如下 T 熔 敷金属的 化学 成份 见表四 表四 熔敷金属 的化 学成份 嘶 2 熔敷金 机械性鹾 见表 五 表五熔教 金属 机械性能 V 檄 a b M P a 5 4 8 6 l A K Y J 晡 J 一3 0 c 一 i 一 曲 8 i 2 0 9 3 焊条熔 敷效率 焊条熔敷 效率为 1 2 1 9 7 啊 4 熔 敷金 属扩散氢含量 1 气相色谱法测定结果见表六 表六 气相 色谱法测 氢结果 扩 教 氢古量 m 1 l o o g 2 水镶法测定鳍粜 烘干条件4 0 0 x l h 焊接环境和 温度湿 度为2 8 5 9 交流 捍 接 电流 l 8 O 1 9 0 A 扩散氢含量为4 4 6 4 7 5 4 6 8 5 0 4 平 均4 7 4 ml 1 0 0 g 3 甘油法测定结果 烘千条件3 5 0 X l h 交流电源 焊接电流 2 1 0 A 扩散氢含量是0 7 4 0 1 6 0 7 4 平 均0 5 5 ml 1 0 O g 5 焊 接工艺 性麓 由我 厂与哈焊所进 行了全 面检 冽 认为 该 焊条电弧稳定 飞溅较少 再引弧容易 熔渣 流动性好 焊 缝成型美 观 脱渣 容易 六 结 论 Z 8 J 5 0 6 A铁榜焊条已于 1 9 8 7 年 由机 械厅 通过鉴定 鉴 定结 论 为 Z B J 5 0 6 A 焊条在 焊缝机械性能 化学成份 熔敷效率 扩散氢 含量和焊接工艺等各方面 均达到了国 际同类 产 品 瑞 典OK4 8 0 4 的先 进 水 平 填补丁 山 东省 内一项空 白 一致 通过产 品 投 产 技 术 鉴 定 可 以转入批 量生产 该焊条 1 9 8 8 年 又通 过 英国劳埃德 LR 美 国 A BS 中 国 Z C 三 国船级 社认可 为产品出 口创造 了 庭好条件 斯 太 尔活 塞环通 过量汽公 司鉴定 由山东聊城活塞 环厂承担研 制 的 W D6 1 5 系列斯太尔汽车发动机用活塞环通过中国重型 汽车工业 公司组织 的产品鉴定 斯太尔产 品国 产化技术 攻关又取得一 项重 大成果 重汽 公司 质管处批准 签发了 外协产 品鉴定 证书 W D6 1 5 斯太 尔活塞环是 山东聊 城 活 塞 环 厂 七五 期 坷重 点技术 开发研制项 技术 攻关取得了重大突破 其切向弹力 喷钼 磷 化质量 等儿 项技术 指标均 有显著提 高 达到 国 际同类 产品先进水平 谈产 品的研 制成 功和 通 过鉴定 标志着我国活塞环产 品水平的提高 重型汽车发动机活塞环主要依赖进 口的局面己 成为 历史 3 W F 一2 O 5 8 型空压机通 过鉴 定 莘县 精工 空压机厂 与莘 县机械厂联 台试 制 的3 WF 一2 0 5 8 型空压机是列入山 东 省 经 委 技术开发计 划的 项 目 受 山