药芯焊带电渣堆焊最佳参数的确定

作者：bearingpower        发表时间：2010-12-12

药芯焊带电渣堆焊最佳参数的确定关键字： 前 言药芯带极埋弧堆焊技术已应用于连铸机导辊，挤压机挤压辊及大口径电站阀门的表面强化。该技术的最大特点是可以通过调整带芯中的合金种类、含量、配比，使难以轧拔的高硬度、高耐磨性的涂敷材料制成连续带状焊材，实现自动堆焊。但是，药芯焊带埋弧堆焊工艺的温度高，贵稀金属烧损严重。而采用药芯焊带电渣堆焊熔敷技术，可以提高熔敷效率和合金利用率，降低稀释率，比埋弧堆焊更具有科学的先进性，技术的合理性。1 药芯焊带的特点无缝药芯焊带是由金属皮内裹所需要的各种合金经加工而成，与实心焊带相比，具有如下特点：无缝药芯焊带芯部各种成份的合金呈金属粉粒状，粉粒与粉粒之间，粉粒与外裹金属皮之间属机械结合；可以实现难以轧制成实芯焊带的合金成份；通常无缝药芯焊带厚度≥1.0 mm，实芯焊带厚度≤0.5 mm相同截面积的药芯焊带同实心焊带相比，在电渣堆焊过程中,受热面积小；药芯焊带的截面尺寸特点是中部厚度大于两侧厚度，而中部金属皮的厚度却小于两侧金属皮的厚度。在带极电渣堆焊中焊剂是至关重要的。电渣堆焊用焊剂在保证良好脱渣性的同时，必须具有良好的导电性。根据文献的介绍，结合药芯焊带的特点，经过试验研制了药芯焊带电渣堆焊用陶质焊剂H06。焊剂的碱度（B1）采用国际焊接学会推荐的焊剂碱度计算公式确定：http://img.china.machine35.com/InfoPic/20070914081927636.JPGB1≈3.07为高碱度焊剂。2 正交法确定药芯焊带电渣堆焊最佳参数试验条件如下：堆焊电源：林肯DC -- 1000平特性电源 ， 反极性接法。试板材质：Q235钢，其尺寸为240 mm×80 mm×16 mm。电压采集：X-Y函数记录仪，工作量程 X 50 mv Y 10 V。焊 带：B3 、DF型药芯焊带（20 mm×1.0 mm）。焊 剂：H06型陶质焊剂。在工艺参数的确定上，主要采用了逼近法进行试验，对于最佳工艺参数的确定，采用了正交法进行实验。对电渣堆焊过程稳定性的影响除了药芯焊带及焊剂外，主要有堆焊电压、堆焊电流、堆焊速度以及焊剂的厚度等因素。因此,按照正交法选用堆焊参数，见表1。表1 正交实验选用的堆焊参数Table1 Surfacing parametet of orthogonal means experimentationhttp://img.china.machine35.com/InfoPic/20070914082000502.JPG这是一个3因素3水平+1因素2水平的正交实验，因而选用正交表。药芯焊带电渣堆焊参数应考虑三个方面：1）不能产生短路；2）不产生明显的电弧；3）具有低的稀释率。并以这三个方面作为电渣堆焊是否稳定的评定指标,当出现短路现象和明显的电弧，都说明这个规范不是稳定的电渣过程，这两个现象都可以通过X-Y函数记录仪记录电压波形来检测。若出现短路或产生明显电弧评定为“0”分，反之评定为“1”分，对于稀释率，若高于20%评为“0”分，反之评为“1”分，稀释率用金相横截面来测量。http://img.china.machine35.com/InfoPic/20070914082016943.jpghttp://img.china.machine35.com/InfoPic/20070914082016834.JPG其中： A熔敷金属的区域B熔化的基体金属区域表2 无缝药芯焊带电渣堆焊规范正交实验表Table2 The electroslag surfacing criterion orthogonal means experimentation tabulation about seamless cored striphttp://img.china.machine35.com/InfoPic/20070914082018971.JPG为了整体的评价药芯焊带电渣堆焊的稳定性，把三个指标的得分相加得到综合总分，表3列出了药芯焊带电渣堆焊各个规范参数的综表3 药芯焊带电渣堆焊各规范参数综合评分情况Table3 Synthetical instance about the surfacing criterion parameterhttp://img.china.machine35.com/InfoPic/20070914082031615.JPG合指标评分。表3中的K1 、K2、K3表示表2中各参数列中凡是对应正交表中的1、2、3位置的综合得分相加，K1 、K2、K3是用K1 、http://img.china.machine35.com/InfoPic/20070914082016943.jpgK2、K3除以6，即它们表示不同规范参数三个规范水平对应的综合得分平均分。结果分析采用直观分析法。由图1可知本试验中药芯焊带电渣堆焊的最佳参数为：堆焊电压29 V，堆焊电流600 A，堆焊速度150 mm/min。3 结论1、通过正交试验得出了本试验中药芯焊带电渣堆焊的最佳参数为：堆焊电压29 V，堆焊电流600 A，堆焊速度150 mm/min；2、与埋弧堆焊相比，无缝药芯焊带电渣堆焊的特点是：（1）稀释率低 埋弧堆焊的稀释率一般在30%以上，采用无缝药芯焊带电渣堆焊可以把稀释率稳定地控制在20%以下。http://img.china.machine35.com/InfoPic/20070914082108611.JPG图1各规范参数与综合评分关系分析Fig.1 The connecion analysis about criterion parameter and synthetical instance（2）电压波形平稳 埋弧堆焊时，短路与电弧现象都以很高的密度产生，电渣堆焊时，电压波形很平稳。（3）电弧弧光很少 无缝药芯焊带埋弧堆焊焊剂层下是以电弧为主，而药芯焊带电渣堆焊时，其渣池是裸露的，通过焊接防护镜片很少看到电弧产生的弧光，见图2。http://img.china.machine35.com/InfoPic/20070914082142466.JPG图2 药芯焊带电渣堆焊过程照片Fig.2 A photograph about the seamless cored strip electroslag surfacing process（4）合金过渡系数高 药芯焊带埋弧堆焊时，Cr的合金过渡系数为70%。采用无缝药芯焊带电渣堆焊时，Cr的合金过渡系数可达90%以上。（5） 熔敷效率高 熔敷速度可达30 Kg/h。4 应用本工艺已成功地应用于大口径电站阀门,混凝土泵刮板等产品的制造与修复上,效果良好。