介绍
药芯焊丝(或 FCAW)的焊接过程是一种电弧焊,它通过在连续、自耗、管状金属电极和母材金属之间建立的电弧加热金属来产生金属的聚结。
电弧和焊道保护由包含在电极中的焊剂提供,可以通过外部源提供的额外保护气体来补充。
注:FCAW 是英文的缩写:Flux Cored Arc Welding。
流程如何运作
为了将 MIG / MAG 工艺(半自动或自动)的优势与涂层电极工艺(形成保护气体、熔渣、合金元素等的易熔涂层)的优势相结合,开发了带芯焊丝焊接。通过这种方式,实心电极丝被另一种电极丝所取代,它由熔剂熔芯组成,类似于埋弧中使用的电极丝。
有两种类型的包芯线:
自屏蔽
仅通过燃烧包含在焊丝芯中的粉末焊剂来保护电弧和熔池。换言之,无需额外的保护气体。一些公司对使用自我保护设备进行了限制。
额外的气体保护
其中,除了流动产生的气体外,还有一种额外的气体用于保护,该气体流过与管状金属丝出现的同一喷嘴。通常使用的气体有:- 100% 二氧化碳(更常见)。
- Ar + 2% 的 O2。
- Ar + 18 至 25% 的 CO2。
与 MIG/MAG 工艺相比,通过使用更大直径的焊丝和更大范围的电流,可以获得高沉积率、良好的熔深和高焊接速度。
因此,它最终在以焊接为主要制造工艺的工厂中最为常见。
与 MIG/MAG 工艺中使用的实心线一样,包芯线也以连续形式(盘绕)包装。
因此,它们可用于半自动和自动过程。在这两个过程中,包芯线都通过喷枪自动送入。
在半自动过程中,焊工控制焊枪到零件的间距和距离,以及电弧的行进速度和处理。
药芯焊丝工艺的设备与 MIG/MAG 工艺中使用的设备非常接近。但是,必须提出以下警告:
- 源有能力产生更大的电流强度;
- 手枪,在电流强度高的情况下,通常用水或空气冷却;
- 在自我保护过程中,不存在保护气体系统。
金属转移的类型
药芯焊丝工艺中的金属转移,除了是所用焊接参数的函数外,也是所用气体或气体混合物的函数。在这个过程中,有以下几种转移:短路
以电弧熄灭和重新点燃的持续过程为特征。这种类型的转移允许在所有位置进行焊接,但缺点是会产生大量飞溅。球形
是典型的包芯线产生的金属转移;发生在比喷雾转移更低的电流下。熔融金属飞溅的发生率很高。通过喷雾
当相对于给定的线材直径建立高电流强度和高电弧电压时,就会发生这种情况。由于它产生高沉积率,喷雾转移仅限于平面位置。这种类型的金属转移产生的问题是缺乏融合的可能性,因为金属射流被引导到没有被充分加热的区域。
喷涂转移在 FCAW 中最常见,因为其目的是加快焊接速度,为此,通常会增加电流。
脉冲焊接
它是通过在两个预先确定的水平之间脉冲电流获得的合成喷雾转移:基本电流足够低以保持电弧稳定并冷却熔池和峰值电流,大于球状过渡电流 - 喷雾。由于这个原因,焊接能量低,使用大直径焊丝从平面位置焊接更容易。
耗材的种类和功能
在使用药芯焊丝进行焊接时,使用的耗材有:电极
它们是空心线,芯线由低氢含量的易熔焊剂形成。当保护气体具有活性时,电极的化学成分中必须存在脱氧元素,例如 Mn 和 Si。在自保护电线的情况下,助焊剂的化学成分中存在 AI。注意下图中的电线内部。AWS 规范 A5.20 和 A5.29 分别对 C-Mn 钢和低合金钢的药芯焊丝进行分类。使用 AWS A5.22 分类的不锈钢丝。
保护气体
在可用的各种气体选项中,最常用的是 CO2 气体及其与氩气的混合物。如果电极规范要求,可以使用它们。特点和用途
药芯焊丝焊接的主要特点是熔敷率高,再加上焊缝质量好,已在多个行业领域得到广泛应用。焊工在清除每个焊道上形成的熔渣时必须特别小心,以避免焊接接头中出现夹杂物。
过程引起的不连续性
焊接检验员必须注意以下不连续性:缺乏融合
连接到短路传输(由于低热量输入)。缺乏穿透力
还与短路转移有关,这也可能是由于倒角准备不足或项目选择的接头配置错误而引起的。夹渣
除渣过程中焊工不足,速度快,焊接,接头设计不足。咬边(类似于咬)
焊工残疾或大电流结合低焊接速度。孔隙率
它们在焊接速度较高时出现,不允许气体通过焊道扩散。在气体保护焊中,可能是由于焊接部位的气流不足或风力不足,从而阻碍了对熔池的有效保护。当使用富氩混合物焊接厚板时,也会出现这种情况。焊接中使用的高压。
重叠
与短路或焊工无能引起的转移有关。裂缝
它们通常来自焊接技术和/或准备不足。贱金属或消耗性杂质会在焊接过程中形成组件,导致冷却后形成裂纹。个人防护条件
个人防护设备 (PPE) 与其他电弧焊接工艺中使用的相同。因为发射的辐射强度更大,所以使用的滤光片必须具有更大的密度。用包芯线焊接的过程会产生大量烟雾。这样,环境必须有良好的通风,最好是通过排气扇。
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Luz, Gelson. 什么是 FCAW 焊接?. 材料博客。 Gelson Luz.com。 dd mm yyyy。 网址。
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