焊接熔渣微觀結構及對焊條工藝性能的影響.pdf

1、隨著焊接材料的不斷發(fā)展，焊條的工藝性能逐步得到改善，但目前對熔渣特別是固態(tài)下酸性渣及其特點的研究還不是很深入，有待于對熔渣結構理論進行進一步的豐富。本文結合國內(nèi)外的研究，以自制焊條為主，對比國內(nèi)優(yōu)良產(chǎn)品，重點研究焊接熔渣的微觀組織結構特點及其性能。對比不同的焊條藥皮配方，對熔渣微觀組織形貌、化學成分、相組成等進行了分析，對熔渣的導電性及其對焊條再引弧性能的影響進行了研究，初步揭示了固態(tài)熔渣的導電機理。
　　 對熔渣進行了光學顯微

2、鏡下的分析，具有不同脫渣性能的焊條其熔渣組織形貌并不相同，熔渣組織主要由白色條狀晶體相及暗灰色的組織組成，白色條狀相與暗灰色組織相間排列，且白色條狀相寬度越寬焊條脫渣性越好，同時白色條狀組織排列的方向性也影響著脫渣性，熔渣組織方向性越好，脫渣性也隨之提高。同時在藥皮中較多的TiO2含量有利于熔渣的脫落。
　　 對熔渣微觀結構進行進一步的分析，利用SEM、能譜分析以及X-Ray對熔渣微觀形貌及熔渣成分和物相進行的研究表明：Ti、M

3、n、Fe在白色條狀相中的含量較高，而Si、Ca等元素在灰色非晶體區(qū)的含量較高，對脫渣性很好的焊接熔渣進行分析，其白色條狀相中幾乎不含有Si、Ca等元素。同時Si、Ca含量過多會對焊條的脫渣性產(chǎn)生不良影響。
　　 X-Ray分析表明熔渣內(nèi)物相較為復雜，但脫渣性良好的渣中均檢測出了Fe2MnTi3O10、Fe2TiO4、FeTi5O10等物相，通過分析認為Fe2MnTi3O10為TiO2等復合而成的黑鈦石[m(M2+O·2TiO2)

4、·n(M3+2O3·TiO2)](M為金屬元素)的變體結構，F(xiàn)e2MnTi3O10能夠穩(wěn)定存在是因為Fe3+、Mn4+等離子與產(chǎn)生缺陷的TiO2搭建起比較穩(wěn)定的結構而成。Fe2MnTi3O10在金紅石框架下形成的共棱排列可能影響著熔渣中白色晶體相的形態(tài)，特別是晶體相的寬度。
　　 對焊條再引弧性與熔渣的導電性能進行了分析，焊條再引弧性不僅與藥皮成分組成等有關，同時熔渣導電也會改善再引弧性。研究認為，低溫狀態(tài)下熔渣也具有導電性，熔

5、渣導電性與熔渣結構有著密切的聯(lián)系，其導電性質(zhì)不同于一般的金屬導電，熔渣導電性類似于半導體導電，電導率隨著溫度的升高而逐漸升高。
　　 對熔渣導電機理進行了分析，熔渣中存在晶體缺陷，熔渣導電是由于熔渣中缺氧化合物中帶電空穴及過剩電子組成的導電載流子在外加電場的作用下，能夠形成定向移動，且隨溫度升高，空穴及過剩電子增加，導電性能提升。這也為通過改進焊條配方改善焊條再引弧性能提供了方向，即控制焊條配方中釋放自由氧原子的輔料的用量以控制