自保护药芯焊丝熔滴过渡及飞溅分析

电弧物理特性是影响电弧行为和焊接飞溅的重要因素。利用高速摄像技术和汉诺威弧焊分析仪观察分析自保护药芯焊丝的电弧行为、熔滴过渡特征与飞溅形式的关系。研究发现,自保护药芯焊丝电弧在滞熔渣柱周围环绕旋转、熔滴过渡的模式以及焊接冶金反应是形成焊接飞溅的主要原因。焊接过程中自保护药芯焊丝主要有五种飞溅形式:爆炸飞溅、电弧力引起的飞溅、气泡放出型飞溅、颗粒偏飞和熔池飞溅。统计结果表明,爆炸飞溅是数量最多的飞溅。     

气保护药芯焊丝熔滴过渡的形式及特点

根据气保护药芯焊丝的特点,设计了以激光为背光的高速摄影试验。基于试验结果,总结出了药芯焊丝熔滴过渡的各种形式及存在条件并分别做了描述,阐述了药芯焊丝熔滴过渡的特点。认为药时丝的熔滴过渡形式芯焊丝相比,既有共同点,又有不同点。与实时丝熔滴过渡过程相比,药芯焊丝熔滴过渡的特点是,焊丝中与熔池之间始终存在着半熔化状态的渣柱,其长度取决于药芯材料的熔点。由于熔滴过附着于柱周围以附渣的形式进行过渡及渣柱的导     

药芯焊丝电弧焊熔滴过渡与焊接飞溅

针对不同焊接参数下SQJ501型、SQJS07型和SQJ50MX型药芯焊丝电弧焊的熔滴过渡行为进行了拍照,并对焊接飞溅进行了测量,研究药芯焊丝电弧焊的熔滴过渡行为及其焊接飞溅的基本规律.试验结果表明:三种药芯焊丝随着焊接参数的增大,均依次发生短路过渡、大滴排斥过渡和细颗粒过渡.SQJ501型和SQJS0MX型药芯焊丝电孤焊电弧形态呈锥形,SQJS07型电弧形态接近于钟形.SQJ507型药芯焊丝出现细颗粒过渡的焊接参数比其他两种焊丝大.焊接工艺参数以及焊丝种类影响了熔滴过渡行为进而影响焊接飞溅,细颗粒过渡时产生的飞溅最小.     

高铬铸铁型药芯焊丝熔滴过渡及飞溅试验研究

通过高速摄影技术及焊接飞溅率测试试验,详细阐述了金属粉型高铬铸铁自保护硬面药芯焊丝的熔滴过渡过程以及飞溅产生的原因及特点。结果表明,高铬铸铁自保护硬面药芯焊丝的熔滴过渡模式主要是大滴排斥过渡,熔滴可以长大到焊丝直径的2倍左右;其飞溅率较低,在1%左右;绝大部分飞溅产生于熔滴脱离焊丝端部瞬间、熔滴落入熔池的瞬间、熔滴爆炸以及熔滴形成的初期。其中,对焊接过程影响不大的直径小于1 mm的小颗粒飞溅占较大比例,存在少量的直径在1~2 mm之间的中等大小颗粒飞溅,而直径大于2 mm的大颗粒飞溅在试验中出现的频率较低。     

金属粉芯型药芯焊丝熔滴过渡及飞溅观察分析

采用高速摄影技术对金属粉芯型药芯焊丝的熔滴过渡及飞溅进行观察分析,总结了金属粉芯型药芯焊丝在试验参数下的熔滴过渡类型和特征以及飞溅类型和特征,阐述了熔滴过渡特征以及飞溅特征产生的原因．结果表明,采用100％CO2气体保护时,焊接过程中电弧电压波动较大,熔滴过渡不稳．以排斥过渡为主,少量细颗粒过渡和爆炸过渡,焊接飞溅大;采用5％CO2＋95％Ar保护时,熔滴过渡为单一射滴过渡,熔滴过渡平稳,电弧稳定,焊接飞溅小;金属粉芯型药芯焊丝飞溅形式主要包括：气泡放出型飞溅、缩颈飞溅、熔滴爆炸飞溅以及电弧力引起的飞溅．     

“滞熔”现象对碱性气保护药芯焊丝飞溅的影响

在大量工艺性试验的基础上，讨论了碱性气保护药芯焊丝特有的药芯滞熔现象及其对滴过渡形式的影响，并对药芯滞熔的因素（药芯填充率、矿物成分和金属粉）进行了正交试验，分析了探讨这些因素对药芯滞熔程度和飞溅的影响规律，提出控制芯滞熔程度是减小飞溅的有效５措施。     

药芯焊丝电弧焊的熔滴过渡与相关技术特性

采用数码MOVIE照相技术,拍摄并电子记录了"O"形截面酸性渣系药芯焊丝电弧焊(FCAW)时的熔滴过渡行为,观察到不同工艺参数下的熔滴过渡类型有短路过渡、大颗粒过渡和细颗粒过渡;还观察到FCAW具有周向旋转、非轴向过渡、滞熔和熔滴/渣滴分离过渡等熔滴过渡特性.研究表明,药芯焊丝电弧的径向能量分布梯度小、能量密度分布较均匀,这导致了其焊缝形状系数较实芯焊丝CO2焊接增大80%以上.     

焊接电参数对药芯焊丝熔滴过渡形态的影响

采用高速摄影、汉诺威分析仪等试验方法,以DW100药芯焊丝为例,分析讨论了电弧电压、焊接电流两个焊接电参数对药芯焊丝熔滴过渡形态的影响,总结归纳了药芯焊丝基本的熔滴过渡形态.     

碱性药芯焊丝熔滴过渡特性及工艺性分析

利用高速摄像和汉诺威弧焊分析仪,在富氩气体保护条件下,在不同的焊接参数下对3种碱性药芯焊丝样品进行了测试和分析. 结果表明,较小焊接参数时,熔滴过渡形式为粗熔滴排斥过渡,电弧稳定性差,飞溅大;随着焊接参数的增大,熔滴过渡逐渐转变为细熔滴过渡,过渡过程趋于稳定. 熔滴受到较大的排斥力以及熔体的表面张力大是造成大颗粒飞溅的主要原因,较长的渣柱对熔滴过渡具有导向作用,细化熔滴和形成稳定、较长的渣柱是改善碱性药芯焊丝工艺性的重要途径.     

GMAW药芯焊丝熔滴过渡研究

基于计算机技术在焊接领域的应用现状,利用焊接电信号采集系统和光谱仪,基于Labview软件所设计的程序,实现同步采集,并把在每个时刻采集到的焊接电流,电弧电压波形信号及光谱仪采集到的光谱信息都在Labview的界面上同步显示,通过对两组药芯焊丝进行不同参数下熔化极气体保护焊药芯焊丝分析试验的同步采集,结合光谱信息、电信号及其前后时刻状态对药芯焊丝的典型熔滴过渡状态进行了分析。     

Study on metal transfer modes and welding spatter characteristics of self-shielded flux cored wire

Abstract

The metal transfer behaviour of self-shielded flux cored wire and the resultant welding spatter were investigated by using a high speed camera. Three modes of metal transfer were found, i.e. bridging transfer without arc interruption in explosive form or by surface tension, globular repelled transfer and droplet transfer, while the former two modes played a key role in the weld metal transfer. Correspondingly, the bridge explosion, discontinuous globular repelled process and the misalignment of droplets transfer were the main factors causing the welding spatter.     

极性对全位置自保护耐磨堆焊药芯焊丝工艺性能的影响

通过采集的焊接电流波形图、焊接电流概率密度分布曲线图和焊接电流变异系数评判了不同极性焊接时的电弧稳定性,结果表明, AP-55焊丝直流正接的电弧稳定性优于直流反接;通过飞溅率测试试验对比了不同极性焊接时的飞溅情况,结果表明,AP-55焊丝直流正接的飞溅小于直流反接,且直流正接的飞溅颗粒较小,容易清理。     

自保护药芯焊丝飞溅的形成机理及其影响因素

详细研究了自保护药芯焊丝飞溅的形成机理及其影响因素.高速摄影观察表明,自保护药芯焊丝在焊接过程中的飞溅主要有以下三种形式,电弧力引起的大颗粒飞溅、气泡放出型飞溅和气体爆炸引起的飞溅.通过混料回归试验分析了药粉中氟化物、氧化物、碳酸盐、脱氧剂、合金元素对焊接飞溅的影响规律.结果表明,氟化物和碳酸盐对飞溅的影响较大,氧化物、脱氧剂和合金元素对飞溅的影响较小.     

Investigation on mechanism of fixing nitrogen in self-shielded flux cored arc welding

Prevention of nitrogen porosity in weld metal deposited with self-shielded flux cored wire with CaF_2-TiO_2-MgO slag system can be accomplished by using a "killing agent" such as titanium to react with nitrogen dissolved in the weld metal. The amount of titanium needed to prevent porosity is calculated thermodynamically for various dissolved nitrogen levels. Experimental flux cored wires are used to verify the thermodynamic model. It is concluded that approximately O.11 wt％ titanium in the weld deposit is need to prevent nitrogen porosity when welding without externally applied shielding.     

Assessing metal transfer stability and spatter severity in flux cored arc welding

Abstract

Five experimental basic type flux cored arc welding consumable wire electrodes were manufactured from the same base formulation. The composition of these electrodes was adjusted in an attempt to improve the operating performance. This involved additions of various ratios of alkali oxides, namely, lithium, magnesium, sodium, and potassium containing ingredients, in the flux formulations. The operating behaviours of these experimental electrodes and two reference products (i.e. one commercial basic T–5 and one commercial rutile T–1 electrode) were thoroughly investigated by recording welding arc signals using a high speed data acquisition system. By comparing these electrodes among themselves, the experimental electrodes were reported to exhibit extremely stable arcs, some showing electrical arc signals even smoother than those for the reference rutile grade electrode. Despite their improved metal transfer consistency, however, basic electrodes were characterised by somewhat higher spatter levels.     

药芯焊丝电弧焊电弧形态与熔滴过渡行为的研究

基于数码照相技术研究了CO2保护气氛下,渣系和焊接参数对药芯焊丝电弧焊（FCAW）电弧形态和熔滴过渡行为的影响。研究发现,酸性及金属芯渣系药芯焊丝在所有焊接参数下电弧扩散角相差不大,碱性渣系药芯焊丝因药芯中含大量消电离元素,大焊接参数下电弧扩散角比其它两种渣系小;金属芯药芯焊丝大焊接参数下发生“半潜弧”,可见弧长显著缩短。随着焊接参数增大,酸性,碱性,金属芯药芯焊丝均依次出现如下熔滴过渡类型;短路过渡、大滴排斥过渡、细颗粒过渡,均未发生喷射过渡。     

工艺参数对自保护药芯焊丝焊接烟尘的影响

焊接烟尘中含有大量有害物质,严重威胁到焊工的身体健康,所以针对焊接烟尘的研究具有十分重要的意义. 通过高速摄像采集系统研究了焊接时熔滴的过渡模式,通过焊接烟尘收集装置对焊接烟尘的发尘量进行测量,对不同工艺参数下产生的焊接烟尘进行了成分分析. 结果表明,在大的电参数下,熔滴过渡模式对烟尘的发尘量影响不大,但过大的热输入导致了熔滴、母材的蒸发量和焊接烟尘的增加,直流反接下,熔滴过渡主要表现为排斥过渡,出现较多的焊接飞溅颗粒,导致直流反接时的焊接烟尘增多. 不同的极性规范下,烟尘的元素类型基本一致. 由于在直流反接时,更多的低电离物质在熔滴底部燃烧蒸发,导致低电离物质元素含量相比于直流正接时较多. 而在直流正接时,阴极斑点总在氧化膜处进行燃烧,导致更多的氧化物元素蒸发,形成焊接烟尘. 因此,直流正接下氧化物元素含量比直流反接下的元素含量多.     

Effect of oxygen-containing additives on weld penetration in self-shielded flux cored arc welding

The effect of Fe₂O₃ and Li₂CO₃ additives in flux core on the weld metal oxygen content and weld penetration in self-shielded flux cored arc welding were studied schematically. The result shows that the oxygen content in the weld metal and weld penetration both increased with the Fe₂O₃ addition increased in the range of 5wt.% to 20wt.% . The oxygen content in the weld metal was increased with the Li₂CO₃ addition increased in the range of 1wt.% to 8 wt.%. However, the weld penetration decreased when Li₂CO₃ addition exceeding 4 wt.%. High-speed photographic images show that when Fe₂O₃ addition in flux core exceeding 15wt.%, droplet became excessively large, so that spatters were frequently generated in large numbers. In this study, Fe₂O₃ and Li₂CO₃ in the amount of 11wt.% and 4wt.%, respectively, jointly added in the flux core can achieve a deeper weld penetration with sound usability characteristics.     

自保护药芯焊丝弧桥并存过渡试验分析

采用高速摄影、汉诺威弧焊质量分析仪和体式显微镜对自保护药芯焊丝弧桥并存过渡特征和过渡机理进行了试验研究,结果表明:弧桥并存过渡是一种液桥持续存在的同时电弧不熄灭的熔滴过渡模式,是自保护药芯焊丝主要熔滴过渡模式之一;电弧电压和焊接电流波形没有短路过渡特征,表现为一定范围内小幅波动,与弧桥并存过渡特征相对应;电压概率密度分...