药芯焊丝气保焊的保护气的选择

药芯塞雷县气保焊(简称FCAW-G)是一类应用非常广为的冲压工艺技术。它广为应用于轻型制造、建筑、纺织、海上设施等行业中盒形、玻璃钢和其它各种钛的冲压。FCAW-G冲压工艺技术经常采用100%的纯CO2或者75%~80%的Ar和20%~25%的CO2混合液体作为为保护气。

那么在实施药芯塞雷县气保焊时,究竟该优先选择哪一类为保护气,CO2还是Ar/CO2混合气呢?五种类别的为保护气都有各自的缺点和瑕疵。优先选择冲压为保护气的时候,要重点考量成本、质量、劳动生产率等不利因素。有时为保护气的优先选择和那些不利因素是相矛盾的。责任编辑主要阐释了FCAW-G在冲压废钢中两种基本为保护气优先选择的优劣。

在具体内容探讨为保护气优先选择异同之前, 最好简述许多基本技能。需要说明的是责任编辑只是探讨Tiruvanamalai为保护气。更全面性的介绍,请参照ANSI/AWSA5.32/ A5.32M,冲压为保护气规范中具体内容规定了为保护气的技术明确要求,包括试验、包装袋、鉴别、环评等方面。此外,它还包括冲压过程中空气流通保暖等许多管用信息,全面性考量安全明确要求。

为保护气工作原理

所有为保护气的一个主要作用是阻隔水蒸汽中氮气、氢气和水蒸汽,为保护冲压硝酸锶和阴极。为保护气通过乌兹县进入,从焊嘴渗出,围困在阴极的四面, 分期付款掉阴极四面的水蒸汽,在硝酸锶和静电四面逐步形成一个临时的为保护气罩。CO2 液体和Ar/CO2混合气都能实现这个目的。

那些为保护气促进了静电激光区的逐步形成,静电激光区是冲压静电的电阻通道。为保护气类别也负面影响着静电热的扩散以及在硝酸锶上施予静电力大小不一。在那些问题上,CO2和Ar/CO2混合气的表现略有不同。

为保护气的特点

CO2和Ar在静电热中的反应各有不同。分析那些差异能帮助了解五种液体的特性是如何负面影响冲压工艺技术和冲压熔敷的。

极化势能。极化势能是液体极化所需能量的大小不一(比如说,将液体转化成磁化的阳离子状态),使液体能够极性。极化势能越低,静电越轻而易举点燃并继续保持。CO2的极化势能为14.4eV, Ar的极化势能为15.7eV。因此,CO2为保护气比Ar为保护气更轻而易举点燃静电。

传热。液体的传热是指液体扩散电能的潜能大小不一,它的优劣将负面影响到熔滴过渡阶段的方式(比如说激波过渡阶段和大滴过渡阶段)、静电外型、沟槽熔深和静电温度分布等。CO2液体比Ar气和Ar/CO2混合液体具有更高的传热潜能。

反应性。液体的反应性是指液体是否与熔融的冲压硝酸锶发生化学反应。液体可以大体分成两类:惰性液体和活性液体。惰性液体,在冲压硝酸锶中不和其它元素发生反应。Ar就属于惰性液体。活性液体,在冲压硝酸锶中会与其它元素结合或反应,逐步形成新的化合物。在室温下,CO2属于惰性液体, 但在静电激光区,CO2会被分解,逐步形成一氧化碳(CO),氮气(O2)和许多独立的氧原子(O)。因此,CO2在静电下就变成了活性液体,能够与其它金属发生氧化。Ar/CO2混合液体也属于活性液体,不过比CO2的活性要低。

当其它冲压规范参数一致时,不同的为保护气产生的冲压烟尘大小不一也不同。具体内容说,与CO2为保护气相比,Ar/ CO2为保护气产生冲压烟尘较少,这是因为CO2具有氧化性。此外,由于具体内容的冲压场合和冲压顺序的不同,冲压烟尘的多少也不一样。

惰性液体介绍

尽管惰性液体能够为冲压硝酸锶提供为保护,但它们本身却并不适合铁基金属(比如说盒形、玻璃钢、不锈钢等)药芯塞雷县气保焊的冲压。比如说, 假如仅用Ar作为为保护气冲压不锈钢,沟槽性能会变得非常差。这是因为采用惰性液体为保护会造成静电长度加长和焊条外部钢皮过早熔化。静电范围增大且难以控制,导致沟槽堆积。因此,采用药芯塞雷县气保焊冲压铁基母材金属时,通常采用惰性液体与活性液体相结合的混合液体为保护。

CO2/Ar混合液体介绍

在北美,不锈钢药芯塞雷县气保焊的冲压常采用Ar/CO2混合液体作为为保护气,其中Ar占75%和CO2占25%。有时也采用80%的Ar和20%的CO2混合, 不过这种混合比例不常用。有许多气为保护药芯塞雷县需要采用90%的Ar和10% 的CO2混合气进行为保护。但是,假如混合为保护气中的Ar含量小于75%时,就会对静电性能产生破坏,因此必须确保为保护气中Ar的百分比。此外,Ar /CO2非标准百分比配置的混合气罐通常要比标准百分比配置混合气罐(比如说75%Ar/25%CO2或80%Ar/20%CO2)更难获取。

由于CO2的活性本质,当采用Ar/ CO2混合液体为保护进行药芯塞雷县为保护焊时,比采用单纯的CO2液体为保护,焊条合金在沟槽金属中的熔敷程度更高。这是因为CO2和合金发生反应,生成氧化物,与焊剂中的氧化物一起,逐步形成熔渣。焊条的药芯必须包括许多活性元素,比如说锰(Mn)和硅(Si)等,除了其它的用途外,还可用作脱氧剂。那些合金的一部分和CO2极化获得的游离氧发生反应,生成氧化物滞留在熔渣中而不是滞留在沟槽金属中。因此, 采用Ar/CO2混合液体比采用CO2液体为保护的冲压熔敷金属中的Mn和Si含量更高。

冲压熔敷金属中Mn和Si含量越高, 沟槽强度就越高,沟槽延伸率就越低, 同时夏普V型缺口冲击韧性也会随之改变。简单地将为保护气从CO2换成Ar/CO2 混合液体,拉伸和屈服强度就会提高7~10ksi,延伸率下降2%。理解这一点非常重要,随着为保护气中Ar含量的增加,沟槽强度会增加,韧性会降低。

由于为保护气会负面影响沟槽的最终性能,AWS D1.1/D1.1M:2008,钢结构冲压规程规定了确保沟槽性能的一系列具体内容明确要求。对于所有的冲压来说,为保护气的优先选择必须与AWS A5.32/A5.32M 的标准一致。FCAW-G的冲压消耗品(A5.20/A5.20M和A5.29/A5.29M)的AWS 分类规定了沟槽熔敷金属的强度上限。所优先选择的冲压为保护气必须确保冲压结果不超过那些规定的强度上限,这也取决于焊条和冲压工艺技术的设计。对于未修改前冲压工艺技术规范,D1.1:2008 明确要求具体内容的填充物和为保护气组成支持测试数据。

D1.1:2008的3.7.3条目规定了两种支持形式:一类是为保护气的使用用于焊条分类目的;一类是填充金属制造商的数据与AWS A5明确要求一致,且与WPS规定的为保护气一致。假如这两种条件都不满足,D1.1:2008明确要求混合为保护气要进行评定试验。

根据液体类别对填充金属分类

从2005年开始,美国冲压协会的药芯填充金属分类就将为保护气类别编入焊条的分类符号中。盒形FCAW -G焊条的AWS编号为EXXT-XX,最后一位符号就是指为保护气类别。假如最后一位为C,就代表为保护气为CO2;假如为M,代表Ar/CO2混合液体(比如说, E71T-1C或E71T-1M)。对于玻璃钢焊条,为保护气符号与规定符号最后的熔敷金属成分符号一致(比如说E81T1 -Ni1C)。相反,自为保护药芯焊条,不需要任何为保护气,在它的分类编号中也就没有为保护液体的代号(比如说E71T-8)。

许多焊条只能用CO2进行为保护。还有许多焊条只能用Ar/CO2混合液体为保护。还有许多焊条可以同时选用CO2液体或Ar/CO2混合液体为保护,在这种情况下,焊条必须满足两种分类明确要求。

FCAW-G为保护气的优先选择

进行药芯塞雷县冲压时,是优先选择CO2 液体为保护还是优先选择Ar/CO2混合液体为保护需要考量以下三个方面。

1)为保护气的成本

通常,冲压总成本中有80%属于人工和治理开支,20%属于材料成本, 其中为保护气的成本大约占材料成本的1/4,或者说占冲压总成本的5%。假定为保护气的成本是唯一的决定不利因素,那么通过用CO2为保护气替代Ar/CO2混合为保护气的方式可以大大降低冲压成本。然而,通常其它成本也负面影响着冲压总成本,这将随后探讨。

CO2比Ar/CO2便宜,因为它可以低成本获得。世界上CO2的资源广为而丰富。CO2通常可以通过其它工艺技术的副产品获得。对冲压工业来说,一方面可以通过天然液体的加工或分离获得CO2, 另一方面也可以通过水蒸汽获得CO2。因为Ar在大气中的含量不到1%,需要加工和处理大量的水蒸汽才能提取一定量的Ar,并且需要专门的水蒸汽分离装置来处理水蒸汽。水蒸汽分离装置耗费大量的电力,也需要放置在专门的区域。

2)焊工的偏好和劳动生产率的负面影响

当采用相同类别和大小不一的塞雷县进行冲压时,采用Ar/CO2为保护气比单纯采用CO2为保护气冲压时所获得静电更平稳、更弱,飞溅更小,因此深受焊工的喜爱。CO2为保护气施焊时冲压静电轻而易举产生大的熔滴过渡阶段(熔滴通常大于塞雷县直径),导致静电不稳定,不连续,飞溅较大。Ar/CO2混合液体为保护飞溅过渡阶段的熔滴较小(熔滴通常小于塞雷县直径),导致静电更加稳定连续, 飞溅小。

Ar/CO2混合液体为保护的另一个特点也增加了焊工们对它的喜爱程度,与使用CO2为保护气施焊相比,它的传热潜能较低,因此它能保持硝酸锶的热度和液态程度。这能使硝酸锶的反应更彻底,沟槽焊趾部分更轻而易举熔化充分。当进行非凡位置冲压时(比如说上坡焊或仰焊时),采用Ar/CO2具有更大的吸引力,因为技术欠佳的焊工也能很好控制静电,提高冲压劳动生产率。

采用Ar/CO2混合液体为保护冲压时, 由于Ar含量较高,它比CO2为保护气冲压时向焊工放射更多的热量。这就意味着焊工冲压时感觉更热。此外,乌兹县也会更热(Ar/CO2为保护气下乌兹县的占空比要比CO2为保护气的占空比低),这就明确要求采用更大的乌兹县或者明确要求同型号乌兹县及其易损组件的更换更加频繁。

3)冲压质量

正如前面探讨的一样,使用Ar/CO2 混合为保护液体与使用CO2为保护气施焊相比,它能保持硝酸锶的热度和液态程度, 使硝酸锶的反应更彻底,沟槽焊趾部分更轻而易举熔化充分。因此,它大大提高了沟槽成形潜能和沟槽质量。

此外,Ar/CO2混合气为保护施焊时飞溅小,沟槽质量大大提高,同时降低了焊后清理的时间和成本。较低的飞溅量也改善了超声波沟槽检测的成本,因为飞溅过多的话,为确保超声波检测的准确性,必须要事先清理飞溅。

另外一个负面影响沟槽外观外型的质量问题是为保护气对气痕的敏感性。气痕,类似蚯蚓爬痕或小鸡抓痕的瑕疵, 是许多有时会分布在沟槽表面的小沟槽。他们是由沟槽金属中溶解的液体导致的,那些液体在硝酸锶凝固前移出, 却被滞留在凝固的熔渣下面。

Ar/CO2混合液体为保护比单纯CO2液体为保护具有更高的气痕敏感性。Ar/CO2 为保护液体的飞溅过渡阶段特点导致产生大量的细小熔滴,这增加了熔滴的表面区域,导致沟槽金属溶解大量的液体。除了为保护气类别会负面影响气痕的敏感性外,还有其他许多不利因素,但它们不属于责任编辑探讨范围之内。许多主要应用场合的常用为保护液体

多年以来,许多主要场合的FCAW -G的为保护气已经逐渐逐步形成标准。比如说, 在平焊和横焊的高熔敷冲压应用场合, 通常采用CO2气为保护,因为在那些冲压位置,Ar/CO2混合液体为保护并不具有太大优势。

纺织业也通常喜欢用CO2液体为保护, 因为CO2液体为保护的静电特性能更好地烧掉母材底漆。北美的海上建筑业,下向焊冲压T型、Y型和K型连接坡口沟槽时都需要光滑的沟槽外型和较小的冲压飞溅,因此采用Ar/CO2混合液体为保护更适合。假如在施工车间里采用不止一类气保焊工艺技术,比如说说GMAW 和FCAW-G,通常将两种工艺技术的为保护气标准化。有时,为了获得更好的飞溅率和脉冲静电过渡阶段,许多厂家也优先选择Ar/CO2混合液体为保护进行GMAW冲压。

结束语

当为FCAW-G应用优先选择为保护气时, 不应该只考量液体的成本,而是应该考量责任编辑所探讨的三个方面。五种液体类别如何负面影响总的冲压成本?哪种液体能够降低每米沟槽的成本?许多厂商发现Ar/CO2混合液体为保护可以提高沟槽质量和劳动生产率。另外许多厂商认为Ar/CO2混合液体为保护焊的缺点并不理想或者并不及CO2液体为保护的冲压成本低。然而对另外许多厂商来说,CO2成本低廉,应用于它们的某些冲压场合非常合适。对于FCAW-G工艺技术的用户来说,如何优先选择为保护气应根据这种液体是如何负面影响冲压操作的成本、质量和劳动生产率来确定。一旦选定了为保护气, FCAW-G的焊条应该适合这种液体的冲压。