气体保护药芯焊丝电弧焊参数对低碳钢焊缝宽度和焊缝金属的拉伸性能的影响.docx

应用科学学报10（8）:658-663，2010ISIN代码1812-5654@2010亚洲网络科学信息
气体保护药芯焊丝电弧焊参数对低碳钢焊缝宽度和焊缝金属的拉伸性能的影响
材料工程系，塞姆南大学，塞姆南，伊朗摘要：一般来说，焊接接头质量的在焊接过程中很大程度上受到焊接参数的影响。为了实现高品质焊接，几何形状和焊件的机械性能应得到准确的分析。本研究对焊缝宽度，对接焊缝金属力学性能，各种药芯焊丝电弧焊焊接参数影响下的实验结果进行了分析。在现代焊接工艺中，焊接电流，电压和焊接速度被选择作为可变参数，根据现在工业中的普遍情况，低碳钢的焊接中有很多焊接参数可以参照那些可变参数。在所有的试验中焊接电流分别选为240安培、280安培、320安培，电弧电压分别选为26伏特,30伏特和34伏特及焊接速度分别选为40厘米每分，50厘米每分和60厘米每分。这项研究有助于提高根据焊缝的几何形状和焊缝拉伸性能而选择焊接工艺参数的准确性。
关键词：药芯焊丝电弧焊，焊接参数，焊缝宽度，屈服强度，抗拉强度，热输入。
简介
就像气体保护焊，药芯焊丝电弧焊焊接也是使用连续送丝填充金属熔池的过程。然而，在这个过程中，所提供的保护是在其内部的管状电极载流量。正是这种助焊剂，创建了一个对焊接渣，形成保护层，防止任何杂质进入的。额外的气体也可以起到保护的作用。药芯焊丝电弧焊是气体保护焊在不断的发展中演变过来的。在不同的保护气体的实验中，结果发现了在从一个管状的电极所提供的二氧化碳保护气体解决了以前遇到的问题。到1957年，电极和设备经过了提炼和改造，并且以下两种焊接已经在市场中推出，自我保护药芯焊丝电弧焊及气体保护药芯焊丝电弧焊。
金属传输模式可以很好的说明金属是如何从电极过渡到工件上的。以下是金属气体保护焊传输模式：短路过渡，熔滴过渡，射流过渡，脉冲喷雾。该模式本身包含了许多因素，焊接电流，极性电极直径，电极组成，电极的延伸，保护气体都是变量，直接影响到金属传输模式类型。
短路过渡：短路发生过渡时，电极与熔池接触。金属不通过电弧转移到对面工件上。该熔池和电极在每秒20至200次的范围内接触。在传输模式中，短路发生在目前的最低范围内。由于其快速冷冻熔池，在行业中运用该模式一般需要加入薄片在焊接位置的外侧，和桥口根部的大开口处。熔滴过渡：就像它的名字所看到的一样，熔滴过渡涉及的大型“水珠”状熔滴的过渡，或熔化金属滴形式转移到对面的弧消耗电极。所产生的下降的熔滴很大程度上受到重力的影响，限制了这种模式应用到平面位置的情况。对过渡的四个现象中，熔滴过渡一直被认为是最不可取的，因为它倾向产生高热，在一个焊缝表面产生飞溅。一个比较经济的利处是它能够产生高的沉积速率。这种技术需要更高的焊接电流。射流过渡：在这种模式中，从消耗电极熔化的金属喷涂，或推动整个弧，用小液滴的形式喷射。这种模式要求DCEP的使用，以及使用直流正电极，电流值高于目前最高临界值（~170A）。由于电弧的拉力，克服了液滴重力。因此，这个过程可以用在任何特定条件下的焊接位置。这种模式降低了飞溅，提高沉积速率，减少焊后清理。由于这些原因，汽车行业更喜欢运用这种模式。脉冲喷雾：脉冲喷雾是由动力来源实现，这种动力来源产生两种现象。前一个是保持水平不变，维持电弧，造成液滴形成电极上的一头。第二个是电流叠加脉冲振幅超过临界值时，使得其形成喷雾模式，达到更大的电流。与喷射过渡的优点相类似，其中包括更多的控制以防止失真，减少工件热输入而提高焊接质量。选择正确的焊接方法和焊材是任何一个工程上保证最大成功的基础要素。如果不懂得关键特性和各种不同选择所带来的益处，就不能做出最终的决定。
气体保护药芯电弧焊独特的连续工艺使其能不断的应用在各种工业部门的钢材装配焊接上。例如包括建筑结构和基础结构工程，海上结构和管道。这些行业利用该工艺达到所需的焊接质量和焊接稳固性，而在焊接过程中不需要在使用外部气体的保护。由此提供了高效率连续送丝焊接的优点。
简单来说，气体保护药芯电弧焊接结合了焊条电弧焊的柔性和熔化极气体保护焊高生产率的特点。因而，在气体保护焊不易实现和成本高的情况下气体保护药芯电弧焊还是和合乎使用的。近年来为满足更好的结构设计并提供更高的焊接性能，制造商和焊接制造业需要发展创新的方法来维持生产力的优势，而气体保护药芯电弧焊正提供了在那些情况下的应用。
药芯焊丝电弧焊工艺在试验阶段使用的是一个完全自动化的过程，其中焊接电极通过导线管不断向焊缝区输入电流。助焊剂材料是在管芯。管子的外壳通过产生的电力来形成电弧，然后在消耗的过程中成为填充金属（阿罗莱尔等，2006）。最近的研究表明（易卜拉欣和石海特，1999，2000;萨迪克等，2001），在现有的焊接技术中药芯焊丝电弧焊相对于使用如手工金属电弧焊接（MMAW）和实心导线气体金属电弧焊