隨著我國國民經濟持續(xù)增長,機床行業(yè)也得到了高速發(fā)展,生產工藝也逐漸提高。我公司在全國機械行業(yè)全面引進美國verson公司全鋼壓力機的技術,zui為值得一提的是焊接技術水平得到了很大的提高,由以前浪費大、效率低的手工電弧焊轉向了耗損少,效率高的半自動氣體保護焊。
二氧化碳氣體保護焊在我公司已使用了十幾年,焊接工藝日趨成熟,但在焊縫外觀質量上還存在一些問題。在同類產品焊接生產過程中,目前發(fā)達國家已普遍使用二元甚至三元混配氣體加實芯焊絲保護焊(gasmetalarcwelding簡稱gmaw)或純二氧化碳氣體加藥芯焊絲保護焊(flux-coredarcwelding簡稱fcaw)代替二氧化碳氣體加實芯焊絲保護焊(gmaw)。在我公司制造水平不斷提高過程中選擇適當的焊接工藝方法,對提高我公司產品質量尤顯重要。由于目前國內藥芯焊絲及混配氣價格偏高,我公司焊接生產依然采用實芯焊絲二氧化碳氣體保護焊。本文將從熔滴過渡的基本原理入手分析,結合我公司焊接技術發(fā)展情況,探討未來焊接技術發(fā)展的方向。
焊接過程按金屬熔滴方式可分為5種模式:短路過渡模式;顆粒過渡模式;射流過渡模式;脈動過渡模式;高速射流過渡模式。這五種模式中前三種模式在國內較常見,本文將針對這三種模式進行分析。
在短路過渡過程中,焊絲與金屬熔池接觸后才會形成熔滴過渡,焊絲熔化的速率和送絲速度決定了熔滴過渡處在一種間歇狀態(tài)。當送絲速度大于焊絲的熔化速度時,焊絲接觸到熔池形成短路狀態(tài),電流迅速增大,通過焊絲的熱量迅速增加,同時,焊絲開始變形,在電磁力的作用下焊絲末端形成很細的頸部,zui終在電流和電磁力的持續(xù)作用下焊絲末端頸部斷開,形成熔滴進入熔池。短路狀態(tài)結束后,在焊絲和熔池之間形成電弧。這個過程每秒重復50~250次(圖1)。由上述可見在短路過程中,工件與焊絲之間無電弧存在,總的熱輸入量低且溶池深度較淺,焊接較厚的板材時需要仔細的選擇工藝參數以確保工件被焊透。在另一方面,由于其熱輸入量低,熔池凝固較快,這種熔滴過渡形式對全位置焊接來講較為理想,也適用于要求變形小的薄板焊接。
熔滴顆粒過渡模式特點在于熔化的金屬以大顆粒形式穿過電弧形成熔滴過渡。這種過渡對焊接電流和電壓有要求,必須是在短路過渡和射流過渡兩者電流、電壓值之間。用co2作保護氣體時,電流比短路過渡狀態(tài)時的電流大,而且熔滴的尺寸往往是焊絲直徑的2~4倍。熔滴過渡不是沿著電弧的軸線,而是在焊絲末端由于電弧力的影響向上撓曲,zui后在熔滴的重力作用下掉入熔池中,或熔滴過大與熔池短路形成過渡
在射流過渡模式中,焊絲末端熔化的金屬以小顆粒形式沿電弧軸線穿過電弧到達熔池。當保護氣體中混有80%的氬氣時,對任何直徑的焊絲熔滴過渡形式將隨著電流的增大由顆粒過渡狀態(tài)向射流過渡狀態(tài)變化。在射流過渡狀態(tài)下,電弧呈壓縮狀態(tài),熔滴直徑小于或等于焊絲直徑(圖3),熔滴過渡速率可達每秒鐘幾百次。