基于焊接熔渣嚴(yán)重的實(shí)驗(yàn)探究
更新時間：2023-03-18 12:47:51 字號：T|T
1、試驗(yàn)方法 分別配制2份相同的無電焊接筆焊藥，其中一份中添加一定量的新造渣劑組分D，另一份不添加，然后制備2種無電焊接筆。用2...
1、試驗(yàn)方法
分別配制2份相同的無電焊接筆焊藥，其中一份中添加一定量的新造渣劑組分D，另一份不添加，然后制備2種無電焊接筆。用2種焊接筆分別對10mm厚的45鋼板進(jìn)行無電焊接，鋼板緊密對接，表面無處理，不開坡口，平焊，收集相應(yīng)的焊接熔渣，添加和未添加組分D所生成的焊接熔渣分別記為熔渣A和熔渣B.
將A、B兩種熔渣分別研磨成粉末，采用荷蘭PHILIPS公司生產(chǎn)的Quanta200環(huán)境掃描電子顯微鏡（SEM）對熔渣的微觀組織進(jìn)行分析，采用美國EDAX公司的GENESIS型X射線能譜分析儀（EDS）測試熔渣粉末中的元素成分，并采用BrukerD8Advance型X射線衍射儀（XRD）對熔渣的相組成進(jìn)行分析。
2、結(jié)果與討論
當(dāng)焊接熔渣為熔渣A時，無電焊接過程中反應(yīng)生成的金屬Cu與熔渣相互摻雜，不能有效分離，金屬呈大小不一的球狀顆粒散布在熔渣體系中，未能形成連續(xù)、完整的金屬焊縫，脫渣及焊縫成形性能差，如（a）所示；2種熔渣焊接試樣脫渣效果對比對于添加新造渣劑組分D的熔渣B來說，無電焊接過程完成后，輕敲焊縫上部，表層部分的熔渣體系即******脫落，露出完整的焊道，焊接效果良好。
無電焊接的2種熔渣體系中，其主要成分均為Al2O3，它是由放熱劑在焊接過程中發(fā)生燃燒放熱反應(yīng)（Al CuOAl2O3 Cu）而生成的。但對比（a），（b）可知：熔渣A中相成分主要由Al2O3，Al2SiO5，Ca2SiO4組成；而熔渣B中相成分主要由Al2O3，Al2SiO5，CaSi2O5，Ca3Al2（SiO4）3，CaF2，CuAlO2，Al2TiO5組成，說明添加造渣劑組分D使得熔渣體系內(nèi)形成了多種多元化合物。此外，由對2種熔渣的XRD分析對比可以發(fā)現(xiàn)：熔渣B中Al2O3相的峰值遠(yuǎn)低于熔渣A中的Al2O3相的峰值。
2種熔渣的XRD圖譜無電焊接熔渣的脫渣效果與熔渣中的組分Al2O3密切相關(guān)，高熔點(diǎn)的Al2O3（熔點(diǎn)2327K）在無電焊接過程中迅速凝固于熔池或焊接件表面，易夾雜于焊縫金屬之中，導(dǎo)致熔渣與焊（專用自動焊機(jī)的性能特點(diǎn)）縫金屬難以分離，脫渣性及成形效果差。而添加造渣劑組分D后，無電焊接的脫渣性得到顯著改善。根據(jù)上述結(jié)果分析，筆者認(rèn)為其機(jī)理在于：由于造渣劑組分D的添加，一方面使得熔渣B中形成了多種多元化合物，這些多元化合物的熔點(diǎn)都要低于Al2O3相；另一方面，造渣劑組分D的添加降低了熔渣B中高熔點(diǎn)Al2O3相的含量，而焊接熔渣的熔點(diǎn)取決于熔渣中組成相的種類和數(shù)量，組成相熔點(diǎn)低，熔渣熔點(diǎn)***低，高熔點(diǎn)相的含量低，熔渣熔點(diǎn)也低，因此，熔渣B熔點(diǎn)要低于熔渣A，更易與焊縫金屬分離，從而顯著改善了無電焊接的脫渣性能。
對熔渣B的微觀組織進(jìn)行SEM觀察。結(jié)合熔渣B的XRD分析結(jié)果并根據(jù)圖分析可知：淺色的基體相為Al2O3，其他化合物均勻、彌散地分布在Al2O3基體之中，形成規(guī)則的層片狀組織。對熔渣B進(jìn)行的能譜分析結(jié)果。
以看出：熔渣中主要含有A，lO等元素，并含有一定量的S，iCa，T，iCu等元素，也說明了熔渣B中仍含有多量的Al2O3相，其他物質(zhì)相分散于其中，與上述的分析結(jié)果一致。這說明：添加造渣劑組分D后，引入的多元化合物與Al2O3具有良好的物理、化學(xué)相溶性，從而對熔渣體系與焊縫合金的分離具有積極的作用。
為2種熔渣所對應(yīng)的無電焊接接頭的拉伸強(qiáng)度測試結(jié)果?？梢钥闯觯喝墼麭對應(yīng)的焊接接頭的拉伸強(qiáng)度要遠(yuǎn)高于熔渣A.這是因?yàn)樵煸鼊┙M分D的添加，提高了焊接熔渣的脫渣性，焊縫金屬中夾渣明顯減少，改善了焊縫成形性能，從而提高了焊接接頭的強(qiáng)度。
3、結(jié)論
無電焊接熔渣的脫渣性嚴(yán)重影響焊縫成形。通過添加造渣劑組分D，使得無電焊接熔渣體系中形成多種多元化合物，一方面，明顯降低了熔渣中的高熔點(diǎn)Al2O3相的含量，從而使熔渣熔點(diǎn)下降；另一方面，生成的多種多元化合物均勻、彌散地分布在Al2O3基體之中，形成規(guī)則的片層狀組織，具有較好的相容性。從而有效減少了夾渣的發(fā)生，使熔渣與焊縫金屬更易分離，顯著改善了無電焊接的脫渣性和焊縫成形性能，提高了焊接接頭的拉伸強(qiáng)度。下步的工作中應(yīng)深入研究造渣添加劑含量對熔渣理化性能的具體影響，并考察不同添加劑的作用規(guī)律，進(jìn)一步優(yōu)化造渣劑組分。
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