无缝药芯焊丝在海洋工程和船舶制造领域的应用
时间：2020-12-18 20:04:24 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：无缝药芯焊丝是一种新兴的焊接材料，它是药芯在内、钢皮在外的焊丝，可连续导电，进行自动或半自动焊接，生产效率高，飞溅小，易起弧，焊缝成型美观、平整。目前，无缝药芯焊丝在冶金、海洋工程和船舶制造领域得到了广泛应用，在耐磨期间的制造与修复方面更是大显身手，甚至无缝药芯焊丝的概念已经有了初步发展条件。基于此，本文主要对无缝药芯焊丝在海洋工程和船舶制造领域的应用进行了探讨。
关键词：无缝药芯焊丝；海洋工程；船舶制造；应用
中图分类号：TG422 文献标识码：A
引言
焊接材料对于焊接质量有着直接的决定作用，在焊接的过程当中，也需要注意焊接材料和焊接技术的匹配性，主要原因在于，如果焊接材料和焊接技术不匹配，那么将会直接降低焊接的质量[1]。
1无缝药芯焊丝优势
1.1适应性
无缝药芯焊丝无论是在软半自动或者是全自动位置焊接，都十分方便。因此在实际的使用过程当中具有极强的适应性，这是无缝药芯焊丝的最主要的一个优势之一。
1.2掺入合金
然后无缝药芯焊丝的第二个优势就是能够自由的掺入合金，主要是通过调整药粉的比例，药粉比例的不同也会制作成为不同性能的无缝药芯焊丝，这种掺入合金的方式能够直接代理传统的手工焊丝和实心焊丝。
1.3工艺性
紧接着就是无缝药芯焊丝具有良好的工艺性，主要在于焊接无缝药芯焊丝的过程当中，其焊接所形成的焊缝会更加的简洁美观，并且气渣联合的保护更是能够有效的提高焊接的质量，确保无缝药芯焊丝焊接的成型效果更好。与此同时，通过稳弧剂的增加，一定程度上更是能够有效的提高电弧的稳定性，最终实现熔滴更加均匀[2]。
1.4熔敷速度
无缝药芯焊丝的最后一个优势就是熔敷速度快，因此在实际的应用过程当中操作效率也会更高。比如说相比较于电弧焊接而言，无缝药芯焊丝的焊接熔化速度更快，熔敷率可达到85%甚至更多，生产效率更是高出了三倍之多。
2影响因素分析
2.1质量影响因素
焊缝质量受到电流、电压、保护气体、焊枪姿态、坡口大小、焊接速度等的影響。对于旋转电弧焊接，旋转直径和旋转频率也对焊缝成形有一定的影响。
2.2焊缝成形质量指标
（1）根据焊缝表面成形评价标准，判断表面成形。若表面成形均匀且填满坡口，则认为表面成形合格；若出现凹坑、未填满或咬边现象，则认为焊缝不合格。在后续试验结果记录过程中，合格记为1，不合格记为0。（2）剖开焊缝，用4%硝酸酒精进行表面腐蚀以获得清晰的熔合线，再测得熔合线长度（熔合线1与熔合线2之和，测量其实际大小）以深入评估焊缝成形质量[3]。
3无缝药芯焊丝在海洋工程和船舶制造领域的应用
（1）目前，国内几乎所有大型造船厂和船舶设备制造厂都是以水为基础建造的。工厂的环境条件较差，特别是在空气湿度较高的沿海地区。这些造船厂和制造厂使用的药芯焊丝几乎都是普通的药芯焊丝。普通缝隙药芯焊丝产品是真空包装的，以防止药芯焊丝的水分通量和生锈。但是，在潮湿条件下施工时，已拆卸或真空封装的焊缝药芯焊丝容易吸湿生锈，导致焊缝金属中扩散氢含量增加，裂纹倾向增加。同时，吸湿后无缝药芯焊丝的气孔敏感性增加，导致焊接质量和焊接接头力学性能下降。另外，当焊缝药芯焊丝在真空状态下包装时，不可避免地会由于路面的颠簸或焊盘之间的摩擦而损坏真空袋。总而言之，槽式药芯焊丝存在不可避免的问题，如容易吸收水分和易锈蚀。无缝药芯焊丝生产成形后，由于无间隙钢带的无缝结构，焊丝内部的药芯粉末不会发生吸湿现象。因此，无缝药芯焊丝的吸湿性很强，即使在潮湿环境中长期存放也不需要再次干燥。（2）普通焊缝药芯焊丝外皮钢带是搭接或接合形式，焊丝远距离送丝，在扭转应力的作用下会发生焊丝变形，扭丝搭接或接合处会张开导致粉末逸出，导致送丝不畅，由于没有焊剂发出的导线会产生气孔。虫洞。此外，缝隙药芯焊丝排列不好，不适合自动焊接。无缝药芯焊丝从结构上横截面各向同性，无变形应力，适合长距离送丝，且焊丝对中性高，适合国内大型船厂、船舶设备制造厂自动化焊接，可节约综合成本[4]。
4无缝药芯焊丝技术研究
4.1低氧含量控制技术
钢材中的非金属夹杂物增加，必然带来钢材的性能恶化，因此，需要研究并控制焊丝钢中非金属夹杂物的形态和组成，通过合理的工艺控制，最大限度降低钢中[O]含量。药芯焊丝钢要求铝含量0.020%～0.030%，Al2O3为主要的氧化物夹杂，而且对钢质的影响最大，因此控制夹杂物就是控制Al2O3的含量。具体措施如下：转炉出钢采用滑板挡渣和挡渣锥双挡，减少转炉下渣量；LF钙处理工艺优化，包括喂钙线量、速度、深度的优化，提高和稳定钙的吸收率，促使夹杂物变性去除，严格控制钢水残钙量，防止过高的钙含量侵蚀耐材而产生大型夹杂物。喂钙线时关闭钢包底吹氩，防止钢水因过度翻腾使液面裸露。连铸采用高碱度中包覆盖剂，减少渣钢界面铝氧化。连铸全程采用长水口及氩封保护，防止钢水因吸入空气导致的二次氧化。连铸浇钢时采用留钢措施，防止钢包下渣。通过采用上述措施，钢中T[O]含量稳定控制在45ppm以下，能够满足用户50ppm以下的要求，全氧合格率100%[5]。
4.2低硫钢控制技术
为降低钢中硫含量，主要采取了以下措施。（1）优化铁水预处理脱硫工艺，降低入炉铁水硫含量。要求预处理后铁水硫含量≤0.010%，脱硫后再加入聚渣剂将铁水渣扒净，以裸露铁水亮面2/3以上为标准，最大限度减少铁水带渣对转炉终点硫的影响，减少入炉铁水带渣量。（2）提高转炉终渣碱度，降低终渣氧化铁，提高转炉渣与钢水的分配比。（3）根据现有条件，采用精料方针，冶炼前认真组织准备会，确保入炉石灰使用优质高钙石灰，废钢全部使用自产优质废钢，最大限度降低入炉原材料对终点硫的影响。（4）RH冶炼过程采用提高终点脱氧强度，终点Als为400～600ppm，减少钢水进LF前钢渣回硫。（5）LF精炼过程一次性加入石灰，保证精炼前期钢渣碱度，前期造白渣，实现过程容易脱硫[6]。
结束语
总而言之，无缝药芯焊丝表面镀铜均匀，送丝稳定，电弧稳定，电弧噪声小，焊机操作性好，不易损坏导电喷嘴，不易吸潮，焊道外观好，除渣效果好。无气孔。无缝药芯焊丝在实际船上得到了很好的应用，能满足船舶焊接的要求。而需要注意的是，药芯焊丝工艺的生产过程当中，也需要适当的添加焊剂成分，比如说除氧剂、除氮剂、焊渣形成剂、电弧稳定剂、合金元素等等，只有这样才能制作出不同功能的于药芯焊丝。
参考文献
[1]郭纯，张学杰，张文军，朱官朋，李猛.新型焊接材料无缝无镀铜无缝药芯焊丝的研制[J].金属加工（热加工），2017（08）：26-28.
[2]刘丽媛，张智，杨立军，孟宪群，黄世明.超低氢高韧性无缝药芯焊丝TME711NiSF的研制[J].焊接学报，2015，36（12）：109-112+118.
[3]刘丽媛.0.5Ni系超低氢高韧性无缝药芯焊丝的研究[D].天津大学，2016.
[4]孟宪群.国产超低氢无缝药芯焊丝发展[J].金属制品，2015，41（04）：1-3.
[5]郭纯，孔红雨，范会卿，张晓，朱官朋，冯兆龙.无缝药芯焊丝的结构特点及优点[J].金属加工（热加工），2014（20）：24-27.
[6]王颖.推动无缝药芯焊丝的研究与应用——记洛阳双瑞无缝药芯焊丝产品报告会[J].金属加工（热加工），2014（12）：24.
（作者身份证号码：321324198208122138）
