基于焊接熔渣嚴重的實驗探究
更新時間：2023-03-18 12:47:51 字號：T|T
1、試驗方法 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公司生產的Quanta200環境掃描電子顯微鏡（SEM）對熔渣的微觀組織進行分析，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）對熔渣的相組成進行分析。
2、結果與討論
當焊接熔渣為熔渣A時，無電焊接過程中反應生成的金屬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、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生燃燒放熱反應（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分析對比可以發現：熔渣B中Al2O3相的峰值遠低于熔渣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，高熔點的Al2O3（熔點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，導致熔渣與焊（專用自動焊機的性能特點）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。根據上述結果分析，筆者認為其機理在于：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Al2O3相的含量，而焊接熔渣的熔點取決于熔渣中組成相的種類和數量，組成相熔點低，熔渣熔點***低，高熔點相的含量低，熔渣熔點也低，因此，熔渣B熔點要低于熔渣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的微觀組織進行SEM觀察。結合熔渣B的XRD分析結果并根據圖分析可知：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，形成規則的層片狀組織。對熔渣B進行的能譜分析結果。
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，其他物質相分散于其中，與上述的分析結果一致。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種熔渣所對應的無電焊接接頭的拉伸強度測試結果。可以看出：熔渣B對應的焊接接頭的拉伸強度要遠高于熔渣A.這是因為造渣劑組分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度。
3、結論
無電焊接熔渣的脫渣性嚴重影響焊縫成形。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Al2O3相的含量，從而使熔渣熔點下降；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度。下步的工作中應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律，進一步優化造渣劑組分。
