大度数零榨损耗烧焊体的烧焊技艺

　　焊接电流和电弧电压的选择焊接时通过焊芯的电流所产生电阻热使其本身和药皮的温度升高。这种电阻热是加热和熔化焊条的热能组成部分，故焊接电流密度的大小与焊条的工艺性能有着密切的联系;而焊接时电弧电压直接影响到焊接电弧的稳定性、熔滴的过渡形式等。

　　针对本焊条的焊芯为Ni80Cr20型电阻丝，焊接时极易出现焊芯、药皮发红和药皮开裂等特殊性，本试验试焊时分别对焊接电流和电压做了多方面的对比性试验。所示为堆焊层数和电流对堆焊合金焊态硬度的影响结果。当焊接电流小于120A时(焊接电流偏低)，焊条的熔化效率低，熔滴温度低，并且焊条药皮单位时间内所产生的气体不足，电弧吹力变小，熔滴将呈短路过渡，飞溅增大，焊缝成形差，电弧不稳定<6>，这样一来，合金元素的过渡系数低，冶金反应也不完全，堆敷金属的焊态硬度较低;同时，由于焊道的保护状况不良，熔敷金属中的氧化物和氮化物的含量也将增加<7>，堆焊热输入量不够，冷却速度大，堆敷金属的开裂倾向增大而不利。若焊接电流大于140A时(焊接电流偏大)，焊芯电阻很大，焊接时焊条药皮易出现发红、开裂或脱落等现象，焊缝金属的保护效果变差，且大电流易使焊缝中的热输入量增大，焊缝的熔合比增大，熔滴、熔池的温度升高，有益合金烧损严重，致使堆敷金属的焊态硬度降低，熔敷金属的抗裂性和高温综合性能也会受到影响。

　　当焊接电流在120140A(一般常规堆焊焊条的焊接电流为150180A)时，由于本焊条的药皮几乎都是由金属粉末组成，焊条的药皮相对较薄，整个焊条都导电，从而节省了熔化矿石粉等所需要的熔化热，且在堆焊过程中没有合金元素渗入熔渣的损失，焊条的熔化系数大，熔敷效率高，焊条的焊接工艺性能稳定可靠、焊后无渣，从而解决了一般不锈钢焊条焊接时易出现药皮发红、开裂、析出有害气体多、清渣困难等问题。

　　焊接电流的种类和极性的选择焊接电流的种类和极性不但直接影响到工件上热量输入的大小、焊接速度、熔敷金属的成分和电弧的稳定性等，而且还影响到熔滴过渡的情况以及熔池的表面状况，终影响到焊缝的尺寸。

　　本试验就焊接时的电流极性和电流种类对熔敷金属的影响进行对比性研究。层堆焊冷却后将试样纵向取截面，发现直流反接时焊接熔池体积较大，熔合区呈现抛物线形;而直流正接的熔合区则呈现碟状，交流电焊接时的熔合区也呈现不太规则的抛物线状。熔合区出现蝶状或不规则状均不利于熔敷金属与基体的接合，多层堆焊或工件在工作时熔敷金属剥落倾向大<6>。在焊缝的外观上，直流反接焊接时工件为阴极，热量大，焊缝熔深大、熔宽大而余高小，呈现与基体的润湿性好、过渡平缓的碟状;而直流正接时的焊条熔化速度快，熔深和熔宽都小，施焊后焊缝的余高大，焊缝与基体的润湿性较差、呈现过渡突变的碗状。然而，无论是采用直流正接还是直流反接，焊后焊缝表面均存在一层起保护作用的玻璃状硼硅酸盐薄膜，原则上可以连续多层堆焊而无须敲渣，但采用直流正接时的碗状焊缝在不作处理的情况下直接进行下道堆焊时，容易在焊缝与基体的交界处产生夹杂和孔隙等缺陷，这在直流反接时的碟状焊缝处是不存在的;而采用交流电焊接时，焊缝的外观没有直流电弧焊时的外观美观，且焊接时的飞溅较大，焊后焊缝两侧存在较多的黑色残留物(而采用直流电焊接时黑色残留物很少)。综上，采用直流反接焊接工艺时，本焊条形成的焊缝质量稳定可靠、成形性好。

　　预热温度和层间温度的选择所研制的堆焊合金由于含碳量较高，合金的含量、种类都较多(堆焊层合金成分见)，且堆焊合金的组织为镍基奥氏体合金<9>，其膨胀系数与母材的膨胀系数差别较大，因而合金的抗裂性较差，多层焊试验中易出现裂纹，由图可以看出其裂纹断口粗糙且无液膜分离，具有高温失塑裂纹或冷裂纹的特征。这种裂纹产生的原因是焊接区由于受热而发生膨胀，使焊缝承受着压应力，焊后冷却时收缩又使焊缝承受拉应力，而本堆焊合金由于线胀系数大、硬度高、可塑性低，因而焊后不出现这类裂纹。若施焊前预先对工件进行预热，且多层堆焊时保持一定的层间温度，不仅有效地减小了焊缝熔敷金属与基体金属间的温差，而且还可以改善焊后焊缝的冷却速度，使接头应力状态大为改善，从而能有效地防止这类裂纹的产生<10>。

　　结论1)本堆焊焊条焊接时采用直流反接并配以焊接电流为120140A、电弧电压为1824V的焊接规范，焊条的焊接工艺性能良好，焊缝成形美观，可连续多层堆焊无须敲渣，焊缝质量可靠。2)焊接前对工件进行低温预热(100150e)，多层焊时保持一定的层间温度(不低于100150e)，可有效地弥补本堆焊合金的抗裂性差和多层堆焊易于出现高温失塑裂纹和冷裂纹等的不足，多层堆焊后焊缝不开裂。