第33卷第10期 2012年10月
焊接学报
TRANSACTIONSOFTHECHINAWELDINGINSTITUTION
Vol.33No.10
October
2012
金属粉芯型药芯焊丝熔滴过渡及飞溅观察分析
王皇'，刘海云，王宝？，王勇，张英乔3
（1.太原理工大学材料科学与工程学院，太原030024；2.中北大学焊接材料技术中心，太原030051）
摘要：采用高速摄影技术对金属粉芯型药芯焊丝的熔滴过渡及飞溅进行观察分析总结了金属粉芯型药芯焊丝在试验参数下的熔滴过渡类型和特征以及飞溅类型和特征，阐述了溶滴过渡特征以及飞溅特征产生的原因，结果表明，采用100%C0，气体保护时，焊接过程中电弧电压波动较大，熔滴过渡不稳。以排斥过渡为主，少量细颗粒过渡和爆炸过渡，焊接飞溅大；采用5%CO，+95%Ar保护时，熔滴过渡为单一射滴过渡，熔滴过渡平稳，电弧稳定，焊接飞溅小；金属粉芯型药芯焊丝飞溅形式主要包括：气泡放
出型飞溅、缩颈飞漫、熔滴爆炸飞溅以及电弧力引起的飞溅关键词：金属粉芯型药芯焊丝；熔滴过渡；飞溉
中图分类号：TC422.3 0序言
文章编号：0253360X(2012)10008304
文献标识码：A
王皇
试验材料的焊丝为合伯特公司生产的Metalloy 80N1（AWS：E80C-Ni1）型金属粉芯型药芯焊丝，焊
金属粉芯型药芯焊丝具有熔敷效率高、焊接飞
溅小、焊接烟尘小、焊缝成形好等一系列优点，被称为“实心焊丝的代替材料"["]，目前国内外已经广泛应用于大型船舶、大型机械、石油管道工程、航空航天等领域
熔滴过渡和飞激是焊丝电弧物理特性的重要内容，熔滴过渡不仅决定着焊丝的工艺性能，如电弧稳定性、焊接效率、飞溅等，面且对焊接化学冶金反应和焊接接头的力学性能具有重要影响[2-8]，飞溅是影响焊丝工艺性能的重要因素，是评定焊接材料工艺性能的一项重要指标，飞溅恶化焊工操作条件，污染环境及工件，并增加焊工的劳动强度以及焊丝和电能的消耗[4-]，
文申采用高速摄影观察研究不同工艺参数下金属粉芯型药芯焊丝的熔滴过渡、电弧特征以及焊接飞溅，为金属粉芯型药芯焊丝的改进以及焊丝电弧物理特性的研究提供试验参考
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试验方法
采用德国产Pentazet-16型高速摄影机对熔滴
过渡特征和飞溅特征以及电弧变化特征进行拍摄观察分析，拍摄速度2000f/s
收稿日期：2011-08-09 万方数据
丝直径1.2mm：试验钢管材质为0235钢
试验参数：（1）100%C0，气体保护，电压36.5 V.电流340A：（2）100%C0，气体保护，电压36.5 V.电流410A：（3）95%Ar+5%CO0，气体保护，电压 25V.电流210A：均为直流反接，焊丝伸出长度15 mm.
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试验结果及分析
2.1金属粉芯型药芯焊丝熔滴过渡及电弧特征
2.1.1100%C0，气体保护时熔滴过渡及电弧特征
100%C0，气体保护时电弧电压不稳，熔滴过渡不稳，在焊接过程中熔滴过渡是以排压过渡为主，并伴有颗粒过渡和爆炸过渡，熔池震荡较大，飞溅较大，焊接烟尘较大，图1、图2分别是100%C0，气体保护时的高速摄影形貌
排斥过渡见图1、图2a，可以看到最明显的现象是熔滴偏离焊丝径向轴线，由于在焊接时CO，分解吸热，对电弧具有明显的冷却作用，使得电弧收箱，电弧面积缩小，电场强度增加，斑点压力增加缩小的电弧面积主要集中在熔滴底部，斑点压力作用在熔滴底部，使焊丝偏离轴向过渡[3]
排斥过渡时由于电压较大，弧长较长，熔滴较长时间在焊丝端部停留，所以排斥过渡时熔滴尺寸较大；作用在熔滴底部的电弧力使得熔滴在焊丝端部