焊最主要的焊接參數(shù)是焊接電流

1、.焊最主要的焊接參數(shù)是焊接電流、焊接電壓和焊接速度，其次是焊絲直徑、焊絲伸出長度、焊劑類型和焊劑粒度等。所有這些規(guī)范，都不同程度地影響著焊縫成形和焊接質(zhì)量。此外，埋弧焊的焊前準(zhǔn)備工作十分重要，是焊接操作的重要組成部分，與焊接質(zhì)量好壞有極其密切的關(guān)系。采用高頻引弧器可應(yīng)用埋弧焊接方法進(jìn)行電弧點(diǎn)焊。埋弧電弧點(diǎn)焊能較好地控制熔深和焊點(diǎn)大小，獲得質(zhì)量高的焊點(diǎn)。采用手工電弧點(diǎn)焊和 CO2氣體保護(hù)短路過渡電弧點(diǎn)焊可點(diǎn)焊 1mm 厚度以下的薄板1，2。但在一些生產(chǎn)場合，這些電弧點(diǎn)焊方法產(chǎn)生的弧光輻射和較大的飛濺仍是問題。特別是在對一些超薄板的電弧點(diǎn)焊時(shí)，要求一旦引燃電弧，一個(gè)熔滴過渡后，馬上就要熄滅電弧，采

2、用這些電弧點(diǎn)焊方法，焊點(diǎn)的外觀很難令人滿意。埋弧焊接方法因無弧光輻射，幾乎無飛濺以及熔化金屬在熔渣和焊劑的保護(hù)下成形，焊縫外觀質(zhì)量高等特點(diǎn)，能滿足一些特殊場合對電弧點(diǎn)焊的要求。在此探討了一種埋弧電弧點(diǎn)焊方法，討論了采用埋弧點(diǎn)焊的工藝和控制電高頻引弧埋弧電弧點(diǎn)焊的原理如下所述。被焊劑掩埋的焊絲與工件之間留有一定間隙，點(diǎn)焊時(shí)，焊絲固定不動(dòng)，在高頻作用下，電弧在焊絲與工件之間引燃，在工件上形成一定熔深的熔池。脫離焊絲端部過渡到熔池，同時(shí)電弧熄滅，即完成一個(gè)焊點(diǎn)。將焊絲移往下一個(gè)待點(diǎn)焊處，重復(fù)上述過程，就可完成一個(gè)個(gè)焊點(diǎn)。可根據(jù)工件厚度對熔深和焊點(diǎn)尺寸的要求，來選擇引弧電流和焊絲直徑。由于整個(gè)點(diǎn)焊過程

3、至始至終都在焊劑保護(hù)下進(jìn)行，焊點(diǎn)質(zhì)量高、外表美觀。同時(shí)為接通高頻引弧器 HF 作好準(zhǔn)備。松開按鈕 SB，中間繼電器 J1 吸合，高頻引弧器工作。高頻在焊劑層下作用于焊絲和工件之間，引燃電弧，熔化焊絲。一旦電弧電壓低于空載電壓，電壓繼電器就釋放，斷開高頻引弧器，并使中間繼電器和交流接觸器隨之?dāng)嚅_，切斷焊接電源，電弧熄滅，完成一個(gè)焊點(diǎn)。由于焊接質(zhì)量要求極高，而工件又是特殊結(jié)構(gòu)并填有介質(zhì)，稍有不慎，整個(gè)焊接就功虧一簣。并且這項(xiàng)工作只能密閉在一間只有10幾平方米的房間內(nèi)操作，還不能通風(fēng)，焊不了多久房間內(nèi)的空氣就很差。可他幾高鎢含量鉭合金氬弧焊接工藝研究丁 旭(西部金屬材料股份有限公司, 陜西 西安 7

4、10065)摘 要: 采用質(zhì)量百分比為 12%的 Ta- 12W 合金板材進(jìn)行對接自熔氬弧焊和加鈦焊料氬弧焊實(shí)驗(yàn),觀察了焊縫區(qū)的金相組織, 分析了焊縫區(qū)的成分, 并測試了焊接強(qiáng)度. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明: Ta- 12W 合金板材采用氬弧焊焊縫強(qiáng)度不高, 拉伸斷裂均發(fā)生在熱影響區(qū); 加鈦焊料氬弧焊接 Ta- 12W 合金板材并未焊合,且焊縫處的成分?jǐn)U散很不均勻; Ta- 12W 合金板材采用對接自熔氬弧焊方式優(yōu)于加鈦焊料氬弧焊方式.關(guān)鍵詞: Ta- 12W 合金; 氬弧焊; 焊縫組織; 焊接強(qiáng)度中圖分類號: TG146. 4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A0 前言鉭及鉭鎢合金具有高熔點(diǎn)、高強(qiáng)度、良好的室溫塑性和耐蝕

5、性等優(yōu)點(diǎn), 易于加工成形, 作為工程結(jié)構(gòu)材料和功能材料在電子、化工、電爐、航空、航天和原子能工業(yè)等許多領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛 1 .國外從 20世紀(jì) 60年代起開始研究固溶強(qiáng)化的二元和三元鉭合金, 其中鎢是鉭合金中最重要的固溶強(qiáng)化元素, 但隨著 W 含量的增加, 合金的硬度、強(qiáng)度大大升高, 但延性、韌性和加工性有所下降. 目前開發(fā)并在工業(yè)上應(yīng)用最廣的 T a- W 合金系主要有 T a- 2. 5W、T a- 7. 5W、T a- 10W、Ta- 8W - 2H 、fTa- 10W - 2. 5H f- 0. 01C. 國內(nèi)研制的新型高鎢含量的 Ta- 12W 合金 2 熔點(diǎn)、強(qiáng)度都很高, 焊接

6、時(shí)易氧化, 出現(xiàn)冷、熱裂紋的傾向大, 嚴(yán)格的氣體保護(hù)或在真空狀態(tài)下焊接是獲得優(yōu)良焊接接頭的關(guān)鍵, 而且焊接性能的好壞直接影響到功能結(jié)構(gòu)件的使用. 本文采用 Ta- 12W 合金板材進(jìn)行了對接自熔氬弧焊和加鈦焊料氬弧焊實(shí)驗(yàn), 觀察了焊縫區(qū)的金相組織, 分析了焊縫區(qū)的成分, 并測試了焊接強(qiáng)度, 得到了較為理想的焊接效果.1 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)采用 16 mm 16 mm 500 mm的 Ta- 12W 合金預(yù)燒結(jié)條經(jīng)二次電子束真空熔煉制得鑄錠, 鑄錠的化學(xué)成分見表 1所示.表 1 Ta- 12W 合金鑄錠的化學(xué)成分 單位: w %t (質(zhì)量百分比 )合金元素 /% 雜質(zhì)含量 (不大于 ) /%W M o F

7、e Nb C N O H11. 4 0. 01 0. 005 0. 05 0. 02 0. 01 0. 03 0. 002鑄錠經(jīng)擠壓開坯、熱軋、溫軋、冷軋加工后制成 1. 6 mm 厚的板材, 板材消應(yīng)力退火后的室溫力學(xué)性西安文理學(xué)院學(xué)報(bào): 自然科學(xué)版 第 13卷能見表 2所示 2.表 2 Ta- 12W 合金板材的力學(xué)性能試驗(yàn)溫度 抗拉強(qiáng)度 ( Rm) 屈服強(qiáng)度 Rp 0. 2 延伸率 (A ) 彈性模量 (E )室溫 901 MPa 697 MPa 21% 198 GPa實(shí)驗(yàn)設(shè)備采用 SW - 500交直流氬弧焊機(jī)鎢極焊針直流焊接, 焊接方式采用對接自熔和加鈦焊料兩種方式, 焊接工裝夾具如

8、圖 1所示, 焊接工藝參數(shù)見表 3.圖 1 焊接工裝夾具示意圖 圖 2 加鈦焊料氬弧焊縫區(qū)成分分布圖表 3 Ta- 12W 合金板材氬弧焊工藝參數(shù)焊接方式 電壓 /V 電流 /A焊接速度/ (mm# m in- 1)氬氣流量焊槍噴嘴/( L# m in- 1)進(jìn)氣通道/( L# m in- 1)對接自熔單面焊 13 60 80 60加鈦焊料雙面焊 15 100 120 40 15 10焊接試樣制成拉伸樣, 一組樣品保持焊接態(tài), 另一組樣品進(jìn)行 1 200 bC /1h真空退火處理, 所有焊接樣品在 Instron1185拉伸機(jī)上進(jìn)行力學(xué)性能檢測; 焊接試樣制備金相樣, 觀察 Ta- 12W 合

9、金板材兩種氬弧焊方式的焊縫組織, 并用能譜測量加鈦焊料氬弧焊焊縫區(qū)的成分.2 結(jié)果與討論2. 1 焊接試樣拉伸實(shí)驗(yàn)結(jié)果Ta- 12W合金焊接板材的拉伸力學(xué)性能見表 4.表 4 Ta- 12W 合金板材焊接試樣的拉伸性能焊接方式 熱處理制度 拉伸斷裂強(qiáng)度 /M Pa 斷裂位置對接自熔氬弧焊 未處理 438 熱影響區(qū)對接自熔氬弧焊 1 200 e /h 325 熱影響區(qū)加鈦焊料氬弧焊 未處理 573 熱影響區(qū)加鈦焊料氬弧焊 1 200 e /h 415 熱影響區(qū)從表 4中的數(shù)據(jù)可以看出, 采用對接自熔氬弧焊接和加鈦焊料氬弧焊接方式, 進(jìn)行不同的熱處理制度, 拉伸試樣的斷裂強(qiáng)度都不高, 但它們的斷裂

10、部位均一致, 所有樣品都斷在靠近焊縫邊緣的熱影響區(qū),而熱影響區(qū)的組織均為粗大的再結(jié)晶組織, 正是這種組織導(dǎo)致了拉伸應(yīng)力在此處產(chǎn)生裂紋, 造成斷裂,因而拉伸實(shí)驗(yàn)得到的斷裂強(qiáng)度并不代表焊縫斷裂強(qiáng)度, 只能低于焊縫斷裂強(qiáng)度, 就連加鈦焊料氬弧焊縫( Ta- 12W 合金板末熔化焊在一起 )仍有超過熱影響區(qū)的斷裂強(qiáng)度.2. 2 焊縫區(qū)成分分析采用能譜方法測定了加鈦焊料氬弧焊焊縫區(qū)的成分, 其能譜譜線分布如圖 2所示.表 5 加鈦焊料氬弧焊焊縫區(qū)能譜分析成分 單位: a%t (原子百分比 )成分次序1 2 3 4 5 6Ta 100 36. 36 42. 07 30. 58 36. 05 32. 36T

11、 i 0 63. 64 57. 93 69. 42 63. 95 67. 6462第 4期 丁旭: 高鎢含量鉭合金氬弧焊接工藝研究能譜成分分析從 Ta- 12W 合金板內(nèi)到 T i焊料內(nèi), 每隔 20 Lm 測一次, 因 T a和 W 兩種元素的譜線在能譜中分不開, 就以 Ta表示, 測量了六點(diǎn)成分, 數(shù)據(jù)見表 5. 能譜成分分析表明, 在焊接過程中, Ta-12W 合金和 T i焊料在接觸面處發(fā)生了擴(kuò)散, 擴(kuò)散后的成分變化無規(guī)律, 接觸面的成分分布不均勻.2. 3 焊縫區(qū)金相組織觀察從制取拉伸樣品的同一焊接板上切取樣品, 金相磨面垂直于焊縫方向, 研磨后制成金相樣品, T a-12W 合金板

12、材焊縫的金相組織如圖 3所示.( a) 對接自熔氬弧焊 ( b)加鈦焊料氬弧焊圖 3 Ta- 12W 合金板材氬弧焊縫金相組織圖 3( a)為對接自熔氬弧焊縫的微觀組織, 從中可以看出焊縫區(qū)晶粒明顯長大, 具有典型的焊池特征: 焊池形狀與結(jié)晶方向無關(guān), 焊池底部有小的突起, 根據(jù)金屬學(xué)的凝固原理, 焊縫區(qū)內(nèi)的枝晶生長方向主要沿焊接方向, 而且在焊池邊緣出現(xiàn)枝晶分叉; 焊縫區(qū)內(nèi)未觀察到孔洞、裂紋等缺陷; 焊縫兩邊的熱影響區(qū)為再結(jié)晶組織, 根據(jù)再結(jié)晶區(qū)域尺寸可確定出兩邊熱影響區(qū)寬度為 5 6 mm, 與焊縫尺寸相當(dāng); 在熱影響區(qū)內(nèi), 越靠近焊縫區(qū)的晶粒尺寸越粗大, 在焊縫附近的晶粒尺寸達(dá)到 0. 5 mm. 圖 3( b)為加鈦焊料氬弧焊縫橫切面微觀組織, 上下兩層是鈦的顯微組織, 中間層為 Ta- 12W 合金顯微組織, 觀察發(fā)現(xiàn)熱影響區(qū)的形狀和寬度與對接自熔氬弧焊縫基本相同, 但焊縫形狀差別很大, 焊縫區(qū)內(nèi)枝晶完全是鈦的鑄態(tài)組織, Ta- 12W 合金板組織為再結(jié)晶組織, 其對接縫隙相當(dāng)清楚, 說明 T