2.2 工艺参数对焊剂工艺质量的影响
　　埋弧焊的电参数直接控制“空腔”内的电弧及熔滴过渡行为，进而影响它的焊接冶金过程和工艺质量。表2是在已给参数（I=450 A， U=30 V， ν=23 m/h， 焊丝伸出长度= 25 mm，电源极性：直流反接，焊剂厚度=25 mm，焊剂粒度：标准粒度）基础上，单参数变化时焊剂工艺质量试验结果。可以看出，在本文试验条件下（试验用参数幅度变化有限），焊接电流增大时主要影响焊缝余高量增高，电流过大还使焊缝压坑敏感。这是因为电流过大后熔滴细化，携带进入熔池的氢总量增多，同时熔深过大使熔池中气体逸出路径增大所致。电弧电压升高时电弧长度变长，电弧飘移不稳，由于电弧空腔受到焊剂保护，表面氧化色变化并不大，熔深减小、熔宽增大，有利于气体逸出，熔滴不被细化亦是压坑不太敏感因素之一。焊接速度增大时主要使熔宽变窄，若是速度过快时，熔池存在时间太短了，熔池中气体逸出条件恶化（尤其是熔池边缘气体逸出困难），很容易出压坑。焊丝伸出长度太长时，电阻热使焊丝熔化速度加快，焊缝余高增大，但对压坑影响不明显，这是因为焊丝伸出长度在有限范围变长，没有增大熔池中氢含量，也没有恶化氢的逸出条件。焊剂堆高厚度增大时，对工艺指标影响不太明显，但过厚时透气性受到阻碍，使焊缝压坑敏感。焊剂含水量升高时熔滴气爆干扰电弧使电弧不稳、弧气氧化使渣中氧化亚铁剧增使脱渣变差、表面氧化色加重、进入熔池的水分使焊缝压坑剧增。
　　焊剂粒度对工艺质量的影响较复杂。为了掌握焊剂粒度配比对工艺性的影响规律，采用直径φ4 mm的H08A焊丝和SJ101焊剂，在20 mm厚Q235钢板制成90°十字接头船形位置角接头上施焊，焊机型号为MZ-1000，直流反接，用三种焊剂在不同的焊接规范下施焊：①号焊剂为市售的SJ101烧结焊剂，虽说粗细粉混合，但该焊剂细粉较多；②号焊剂是把①号焊剂用20目筛子过后留在筛子中的较粗的焊剂；③号试样是把①号焊剂用20目筛子过后的细粉焊剂。试验结果见表3。可以看出，焊剂粒度对电弧稳定性、焊缝成形，以及脱渣性的影响并不明显，主要对焊缝中的压坑有影响。含有较多细粉的①焊剂对焊缝凹坑敏感；减少或去除细粉后的焊剂焊缝中的凹坑明显减少；全部为细粉的焊剂焊缝有凹坑，但比混合粉凹坑少；全细粉大电流焊接反而不出凹坑；全粗粉大电流焊接也不出凹坑。
　　含有较多细粉的焊剂对焊缝凹坑敏感的试验结果，与文献[1]中“全部为细粉焊剂时，具有较小的堆积密度，焊剂颗粒间空隙反而较多，其透气性较好”的观点不一致。原因是，在这种情况下，可能破坏了焊剂应有的粒度搭配及分布，致使焊剂的透气性变差。大电流焊接时，电弧空腔体积较大，不仅熔池存在时间相对较长，而且空腔内冲出的气体压力增大，无论全细粉焊剂或全粗粉焊剂的透气性都可能得以改善，焊缝表面凹坑倾向减小。不难看出，为了控制焊剂粒度对凹坑的影响，所用焊剂颗粒度大小比例要适度，搭配应均匀。大小粒度数量比例不当时反而使堆积密度增加，把颗粒间的空隙填死，堵住气体排出的通道，使焊缝表面产生凹坑的机会增加。不仅如此，焊剂颗粒度与焊接电流的匹配关系也是控制凹坑产生的可调因素。
　　从以上工艺参数对焊缝质量指标的影响看，主要的问题是焊缝中压坑倾向。其中影响最突出的参数首推焊剂中的水分，可以说，焊剂中水分的增大对应着压坑倾向的直线上升。其次是焊剂的粒度及粗细粉比例对压坑倾向的影响，情况比较复杂。再其次是焊接速度的影响。就压坑产生原理而论，焊剂中水分是内因，其他参数是外因。对脱渣性影响较为明显的是焊剂中的水分，然有文献报道[4]，焊接参数匹配不当也会影响脱渣性。
　　3 氟碱型烧结焊剂工艺质量的控制
　　氟碱型烧结焊剂涉及的工艺质量包括稳弧、成形、脱渣、焊接缺陷，以及熔敷金属化学成分、力学性能等方面。论文重点探讨用户反应强烈的、焊缝中压坑的控制。焊缝中凹坑控制的基本思路有两条：一是从源头上控制焊剂中的水分，尽量使焊剂含水量低于0.10%[5]；二是控制或改善熔渣中气体逸出条件。可供实际应用的凹坑控制原理如图3所示。当采用焊剂低水分控制时，应当尽量采用不含或少含结晶水的原材料，对含结晶水的原材料进行去除结晶水预处理，同时提高焊剂烘干温度和复烘温度。当采用控制熔渣中气体逸出条件时，可能有三条途径：一是适当增大熔渣的碱度，即在焊剂中加入适量碱性氧化物，使熔渣变稀，气体容易逸出；二是调整熔渣中氧化物种类和比例，即调整配方设计，适度降低熔渣粘度，或调整熔渣熔点到最佳或较好，有利气体逸出；三是适当减慢焊接速度，延长熔池存在时间，改善熔池中或熔池与熔渣界面间气体逸出条件。如此这样，焊缝中的压痕、凹坑倾向当会显著减小。诚然，在工程应用中，焊接规范参数的合理选用和调整，亦是避免凹坑出现的不可忽视的辅助环节。
　　上述思路中，第一条比较容易实施，已被广泛采用。第二条改善熔渣中气体逸出条件方面，熔渣的碱度过高，电弧不稳，成形不好，也会产生凹坑；熔渣粘度和熔点的控制需要恰到好处，否则效果不会明显。从使用者（即用户）观点看，上述思路所列第二条前两款，主要针对的是焊剂生产单位，生产单位有义务使成品焊剂的性能达到国标技术要求，其中亦包含对焊缝中压痕和凹坑的禁止要求。
　　4 结论
　　（1）在SJ101型焊剂的埋弧焊熔滴反应区，主要是渗硅氧化和锰元素的氧化烧损反应，而且进行得比较激烈。在熔池的结晶部分冶金反应生成CO气体，是焊缝中不可避免地出现气孔或凹坑的重要原因。
　　（2）使用SJ101型焊剂的埋弧焊电弧是在一个充满气体的所谓空腔内燃烧的，电弧形态应属于连续、非活动型，而熔滴过渡则是呈典型的渣壁过渡形态。
　　（3）烧结焊剂SJ101虽然具有良好的焊接工艺性能，然而该焊剂对焊缝中压坑缺陷较为敏感，在诸多影响因素中，焊剂中的水分是压坑产生的内因，其他参数是外因。
　　（4）以减小焊缝中凹坑倾向为目标的控制方法，思路合理，生产单位必须重视控制埋弧焊焊缝压痕、凹坑缺陷的研究。
　　参考文献
　　[1] 安藤弘平，长谷川光雄·焊接电弧现象[M].北京：机械工业出版社，1985：465-468.
　　[2] 苏仲鸣.焊剂的性能与使用[M].北京：机械工业出版社，1989：238-344.
　　[3] 唐伯钢，尹士科，王玉荣.低碳钢与低合金钢焊接材料[M].北京：机械工业出版社，1987：1-88.
　　[4] 李振，杨晓敏，牛贺. SJ101烧结焊剂脱渣性能的分析[J].金属加工（热加工），2014（18）：70-71.
　　[5] 中华人民共和国国家质量技术监督局.中华人民共和国国家标准 埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂 GB/T5293-1999[S].北京：中国标准出版社，1999.

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