氣體保護焊藥芯焊絲（FCAW）的工藝性分析及應用

趙志

氣體保護焊藥芯焊絲（FCAW）的工藝性分析及應用

趙志

主要對氣體保護焊藥芯焊絲（FCAW）的工藝性能和特點作了詳細分析，并就其在生產實踐中的應用也作了一定的介紹。

氣體保護焊；藥芯焊絲；焊接工藝

氣體保護焊藥芯焊絲作為一種高科技材料產品，它的出現和發展適應了生產向高效率、高質量、高效益、低成本、自動化發展的趨勢，代表著當今世界焊接材料發展的方向，以優質、高效等優點自80年代就被發達國家廣泛應用，但在我國的推廣應用卻較為緩慢。在此，對氣體保護焊藥芯焊絲的工藝特點和應用作一介紹。

1 焊接電源

氣體保護焊藥芯焊絲的低碳鋼套內含藥芯，其焊接工藝性好，易引弧，飛濺小，電弧穩定，抗氣孔能力強，熔池表面有熔渣覆蓋，焊縫成型好，因此可用交流電源焊接，也可采用直流電源，但仍需反接（即焊絲接正極）。

2 焊接工藝參數

2.1 坡口的準備

由于氣體保護焊藥芯焊絲許用電流大，電弧和熔池的溫度高，熔深大。因此，其采用的坡口角度比手工電弧焊小。當坡口角度大于40°時，單面焊雙面成型就能夠得到優質的焊縫。

2.2 焊接電流

焊接電流是重要的焊接工藝參數，其大小直接影響著生產效率、熔深及焊縫的成型好壞。當電弧電壓與焊絲干伸長度一定時，焊接電流與焊絲送絲速度基本一致。為保證良好的成型及防止產生氣孔，焊接電流和電弧的電壓必須保證一定的匹配，在提高焊絲送絲速度的同時，必須提高電弧電壓。打底焊時，為保證焊縫背面成型良好，應適當減小焊接電流和焊絲送絲速度。

2.3 電弧電壓

電弧電壓的大小直接影響著電弧的穩定性、熔寬和焊縫的表面成型。電弧電壓過高，易造成電弧不穩、飛濺增大，并且容易產生氣孔；電弧電壓過低，則容易產生焊縫外觀成型不良，甚至在焊接過程中產生熄弧現象。

2.4 焊接速度

焊接速度也是重要的焊接工藝參數。焊接速度過快，保護效果差，同時冷卻速度加大，降低焊縫的塑性，而且不利于焊縫成型；焊接速度過慢，則易燒穿焊件并使焊縫組織粗大。所以，焊接速度應當在考慮焊接質量和生產率的前提下盡可能與送絲速度、焊絲干伸長度和電弧電壓相匹配。

2.5 焊絲干伸長度

焊絲干伸長度對焊接電流的大小、電弧電壓、焊接熔池溫度、熔深及電弧的穩定性均會產生影響。焊絲干伸長度過短，則容易產生氣孔，不易觀察熔池，而且還容易使導嘴發熱燒損；焊絲干伸長度太長，則焊接電流減小，熔深小，電弧不穩定，飛濺現象增大，焊絲過熱發紅，焊縫的成型不良。

2.6 焊嘴傾角

焊嘴傾角會影響熔池的溫度和焊縫的成型，其角度的大小應當以工件的厚度、焊縫位置和焊接工藝要求進行確定。

3 應用氣體保護焊藥芯焊絲的優點

3.1 熔敷速度和熔敷效率高

氣體保護焊藥芯焊絲由于其電流密度大，溶化速度快，同時因其含有大量的鐵粉、鐵合金和金屬粉，非金屬礦物含量很少，故其比實芯焊絲具有更高的熔敷速度。

熔敷效率指熔敷到焊縫金屬中的金屬質量與所熔化的焊接材料質量的比值。Φ1.2 mm藥芯焊絲的熔敷效率為91%～95%，Φ1.6 mm藥芯焊絲的熔敷效率為93%～96%。

3.2 熔渣量少

熔渣少既可以避免焊接過程中出現夾渣等缺陷，又可以減輕每道焊縫的清理工作。在焊接厚板時，可以采用窄坡口，減少焊接道次，從而大大減輕焊接工作量，降低焊接成本。

3.3 焊接飛濺量少

由于電弧燃燒穩定，焊接時飛濺量大為減少，從而減輕了焊后清理飛濺的作業量。

3.4 焊縫成型好

由于其良好的電弧特性以及較低的飛濺，焊接操作可見度好，便于焊工更好地控制熔池形狀，從而得到良好的焊縫形狀。

3.5 工藝適應性強

與普通焊絲相比，氣體保護焊藥芯焊絲焊接工藝性好，工藝適應性強，可以適用于各種焊接位置，而且單面焊雙面成型良好，焊接質量更容易得到保證。

3.6 生產效率高

與手工電弧焊條相比，氣體保護焊藥芯焊絲的許用焊接電流大，熔敷效率高。如30 mm厚的工件，用Φ1.6 mm藥芯焊絲焊接僅需4層～5層即可以焊滿；而采用E4303型Φ4 mm的焊條焊接，至少需要9層～12層才可以完成。氣體保護焊藥芯焊絲的生產效率比手工焊條提高3倍以上。

3.7 節能效果好

與普通焊絲相比，氣體保護焊藥芯焊絲一般不需要另加焊劑或氣體保護，設備簡單，單面窄間隙坡口背面也無需清根處理，不僅節約了材料，同時也降低了焊接坡口的制作成本。

3.8 操作簡便易掌控

氣體保護焊藥芯焊絲的焊接設備簡單，不需要輔助人員，易于操作，技術要求不高，易于掌控，普通焊工經過一般的培訓就可以上崗。

4 氣體保護焊藥芯焊絲的缺點

氣體保護焊藥芯焊絲的不足之處就是弧光強，焊接煙塵大，所以應該加大通風防塵和采取防弧光照射等勞動保護措施。同時，藥芯焊絲外皮易銹蝕，粉劑易吸潮，因此焊接時應注意防潮防銹的處理，必要時可在使用前進行250℃～300℃、1 h～2 h的烘干處理。

我廠對以Q690、Q550型低合金高強度鋼（70 kg級、80 kg級） 材料構成的主要承載件的ZY6400/12.5/28型、ZF15000/27.5/42型和ZF13000/25/38型大采高液壓支架的生產制造采取了以氣體保護焊藥芯焊絲作為焊接材料施焊的工藝措施，結果充分滿足了《MT312-2000型液壓支架生產制造質量的標準》要求，得到了用戶的好評和充分認可。氣體保護焊藥芯焊絲的成功應用，為我廠在新材料、新工藝、新技術的應用又取得了新的突破，尤其在為塔山礦ZF15000/27.5/42型和ZF13000/25/38型大采高液壓支架的生產制造上氣體保護焊藥芯焊絲的成功應用，更是實現了低合金高強度鋼材料焊接使用的新跨越，同時又一次填補了大同煤礦集團公司煤機支架制造業的一項空白。

[1]吳樹雄.焊絲選用指南.北京：化學工業出版社，2002：15.

Analysis ofTechnologyPerformance about Gas Shielded Arc WeldingCored Wire

Zhao Zhi

The paper analyses technologyperformance ofgas shielded arc the weldingcored wire.

gas shielded arc welding；weld wire medicine wick；weldingtechnology

TD42

A

1000-4866（2010）04-0041-02

趙志，男，1969年出生，1994年畢業于北岳職業技術學院 (礦山機械專業)，現在大同煤礦集團公司中央機廠工作，工程師。

2010-09-01

2010-09-22