山东上焊焊接材料有限公司
第13年
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来源：山东上焊焊接材料有限公司 时间：2025-03-06 09:41:29 [举报]
耐磨药芯焊丝历史进程及其特点：
1958年，美国和前苏联同时研制成一种不需外加气体保护的，即目前的自保护耐磨药心焊丝。在随后的50余年时间，自保护耐磨药芯焊丝以其特有性得到了很大的发展。在美国，自保护耐磨药芯焊丝占耐磨药芯焊丝总量的30%。
目前，自保护耐磨药芯焊丝广泛用于管线建设、海洋工程、户外大型钢结构制造、高层钢结构建筑、表面堆焊等。
自保护耐磨药芯焊丝通过焊丝药芯中的造渣剂、造气剂在电弧高温作用下产生的气、渣对熔滴和熔池进行保护。自保护耐磨药芯焊丝电弧焊方法具有以下优点：
1、不需外加保护气源，焊结构简单、重量轻，便于操作；
2、电弧穿透力要大，熔滴要呈喷射状过渡，飞溅小；
3、具有优良的全位置立向下焊操作工艺性能，操作工艺性能好；
4、脱渣性能良好；
5、熔敷金属能在低温和大风等各种恶劣条件下同样获得较高的低温韧性。
自保护药芯焊丝：通过焊丝药芯中的造渣剂、造气剂在电弧高温作用下产生的气、渣对熔滴和熔池进行保护。
自保护药芯焊丝电弧焊方法具有以下优点：
1、不需外加保护气源，焊结构简单、重量轻，便于操作;
2、抗风抗气孔性能良好，在焊接中由该焊丝自身冶金反应造气形成保护气氛，可在风力下施焊，只要风速不超过8m/s,可不采取任何防护措施,特别适用于野外施工作业;
3、电弧穿透力要大，熔滴要呈喷射状过渡，飞溅小;
4、具有优良的全位置立向下焊操作工艺性能，操作工艺性能好;
5、脱渣性能良好;
6、熔敷金属能在低温和大风等各种恶劣条件下同样获得较高的低温韧性。
铝合金的典型用途
5005 与3003合金相似，具有中等强度与良好的抗蚀性。用作导体、炊具、仪表板、壳与建筑装饰件。阳极氧化膜比3003合金上的氧化膜更加明亮，并与6063合金的色调协调一致
5050 薄板可作为致冷机与冰箱的内衬板，汽车气管、油管与农业灌溉管；也可加工厚板、管材、棒材、异形材和线材等
5052 此合金有良好的成形加工性能、抗蚀性、可烛性、疲劳强度与中等的静态强度，用于制造飞机油箱、油管，以及交通车辆、船舶的钣金件，仪表、街灯支架与铆钉、五金制品等
5056 镁合金与电缆护套铆钉、拉链、钉子等；包铝的线材广泛用于加工农业捕虫器罩，以及需要有高抗蚀性的其他场合
5083 用于需要有高的抗蚀性、良好的可焊性和中等强度的场合，诸如舰艇、汽车和飞机板焊接件；需严格防火的压力容器、致冷装置、电视塔、钻探设备、交通运输设备、元件、装甲等
5086 用于需要有高的抗蚀性、良好的可焊性和中等强度的场合，例如舰艇、汽车、飞机、低温设备、电视塔、钻井装置、运输设备、零部件与甲板等
5154 焊接结构、储槽、压力容器、船舶结构与海上设施、运输槽罐
5182 薄板用于加工易拉罐盖，汽车车身板、操纵盘、加强件、托架等零部件
5252 用于制造有较高强度的装饰件，如汽车等的装饰性零部件。在阳极氧化后具有光亮透明的氧化膜
5254 过氧化氢及其他化工产品容器
5356 焊接镁含量大于3%的铝-镁合金焊条及焊丝
5454 焊接结构，压力容器，海洋设施管道
5456 装甲板、高强度焊接结构、储槽、压力容器、船舶材料
5457 经抛光与阳极氧化处理的汽车及其他装备的装饰件
5652 过氧化氢及其他化工产品储存容器
5657 经抛光与阳极氧化处理的汽车及其他装备的装饰件，但在任何情况下确保材料具有细的晶粒组织
5A02 飞机油箱与导管，焊丝，铆钉，船舶结构件
5A03 中等强度焊接结构，冷冲压零件，焊接容器，焊丝，可用来代替5A02合金
5A05 焊接结构件，飞机蒙皮骨架
5A06 焊接结构，冷模锻零件，焊拉容器受力零件，飞机蒙皮骨部件
5A12 焊接结构件，甲板
高速脉冲MIG焊机焊铝合金的特点
铝合金是以铝为基体元素和加入一种或多种合金元素组成的合金。一般采用交直流方波钨极氩弧焊和脉冲MIG焊进行焊接，脉冲MIG焊又分为一脉一滴脉冲MIG焊和高速脉冲MIG焊。脉冲MIG焊采用焊丝分为：纯铝焊丝301；铝硅焊丝4043；铝镁焊丝5356；保护气采用高纯度氩气：99.99%Ar。
铝合金具有重量轻、抗腐蚀、易成型等优点；随着新型硬铝、超硬铝等材料的出现使得这类材料的性能不断提高，因而在航空、航天、高速列车、高速舰艇、汽车等工业制造领域得到了越来越广泛的应用。
由于铝及其合金化学活泼性很强和自身的属性，使得在焊接时较困难，对焊缝的质量控制要求较高，主要为：
1、铝及其合金，表面易形成氧化膜：Al2O3或MgO，且多具有难熔性质（Al2O3熔点约为2050℃，MgO熔点约为2500℃）。
2、氧化膜(Al2O3或MgO)密度同铝的密度极其接近，所以也容易成为焊缝金属的夹杂物。
3、氧化膜（MgO）可以吸收较多的水分而形成焊缝气孔。
4、铝及其合金导热性强，焊接时容易造成不熔合现象。
5、铝及其合金的线膨胀系数大约为碳钢的2倍；导热性又强，比钢约大一倍多；凝固时的体积收缩率较大，约为6.5％，而铁为3.5％。焊接后容易产生变形、热裂纹以及热影响区的软化、强度降低等问题。
高速脉冲MIG焊机焊接时电弧过度脉冲频率为3kHz—5kHz，自动形成压缩电弧，电弧电流密度大，从而使焊接时：
① 电弧更集中，小电流焊接时可以代替TIG焊
② 穿透力更强，不易造成未熔合
③ 搅拌力更大和更深，不易造成气孔和夹渣
④ 高速脉冲对Al2O3破除效果好
⑤ 焊接速度更快，热影响区小、变形小
另外，还得注意气孔的形成原因和焊接参数匹配。焊缝气孔的出现一般多为氢气孔。氢气孔的形成主要为：
1、弧柱气氛中的水分: 弧柱空间总是或多或少存在一定数量的水分，尤其在潮湿季节或湿度大的地区进行焊接时，由弧柱气氛中水分分解而来的氢，溶入过热的熔融金属中，可成为焊缝气孔的原因。
2、焊丝、母材表面氧化膜的吸附水份：铝合金焊丝、母材的表面氧化膜中含有不致密的MgO或Al2O3，焊接时，在熔透不足的情况下，母材坡口端部未除净的氧化膜中所吸附的水分，常常是产生焊缝气孔的主要原因。
3、保护气体不纯：保护气体多为氩气，氩气中含有水份或杂质，焊接时造成焊缝气孔。
一般说来，铝及其合金焊接线能量越大，焊缝性能下降的趋势也越大。对于熔合区，除了防止晶粒粗化，还可能因晶界液化而产生显微裂纹。所以，熔合区的变化主要是恶化塑性。因而焊接工艺参数应选用既不造成未熔合又不过烧的合理参数才能确保铝及其合金的焊接质量。
一、熔化极气体保护电弧焊的概念及分类
使用熔化电极，以外加气体作为电弧介质，并保护金属熔滴，焊接熔池和焊接区高温金属的电弧焊方法，称为熔化极气体保护电弧焊。
根据焊丝材料和保护气体的不同，可将其分为以下几种方法，如图所示。
按焊丝分类可分为实芯焊丝焊接和药芯焊丝焊接。
用实芯焊丝的惰性气体（Ar或He）保护电弧焊法称为熔化极惰性气体保护焊，简称MIG焊（Metal Inert Gas Arc Welding）.
用实芯焊丝的富氩混合气体保护电弧焊，简称MAG焊（Metal Active Gas Arc Welding）。
用实芯焊丝的CO2气体保护焊，简称CO2焊。
用药芯焊丝时，可以用CO2或CO2+Ar混合气体作为保护气体的电弧焊称为药芯焊丝气体保护焊。
还可以不加保护气体，这种方法称为自保护电弧焊。
二、普通MIG／MAG焊和CO2焊的区别
CO2焊的的特点是：成本便宜、生产。但是存在飞溅量大、成型差的缺点，因而有些焊接工艺采用普通MIG／MAG焊。
普通MIG／MAG焊是以惰性气体保护或以富氩气体保护的弧焊方法，而CO2焊却具有强烈的氧化性，这就决定了二者的区别和特点。
与CO2焊相比MIG／MAG焊的主要优点如下：
1) 飞溅量减少50％以上。在氩或富氩气体保护下的焊接电弧稳定，不但射滴过渡与射流过渡时电弧稳定，而且在小电流MAG焊的短路过渡情况下，电弧对熔滴的排斥作用较小，从而了MIG／MAG焊短路过渡的飞溅量减少50％以上。
2) 焊缝成形均匀、美观。由于MIG／MAG焊熔滴过渡均匀、细微、稳定，所以焊缝成形均匀、美观。
3) 可以焊接许多活泼金属及其合金。电弧气氛的氧化性很弱，甚至无氧化性，MIG／MAG焊不但可以焊接碳钢、高合金钢，而且还可以焊接许多活泼金属及其合金，如：铝及铝合金、不锈钢及其合金、镁及镁合金等。
4) 大大地提高了焊接工艺性、焊接质量和生产效率。
三、脉冲MIG／MAG焊和普通MIG／MAG焊的区别
普通MIG／MAG焊的主要熔滴过渡形式是大电流时的射流过渡和小电流时的短路过渡，因而小电流仍存在飞溅量大、成型差的缺点，尤其是有些活泼金属在小电流下无法焊接如铝及合金、不锈钢等。
因而出现了脉冲MIG／MAG焊，其熔滴过渡特点是每个电流脉冲过渡一个熔滴，就其实质而言属于射滴过渡。与普通MIG／MAG焊相比其主要特点如下：
1)脉冲MIG／MAG焊的佳熔滴过渡形式是一个脉冲过渡一个熔滴。这样通过调节脉冲频率就能够改变单位时间内熔滴过渡的滴数，也就是焊丝熔化速度。
2)由于一脉一滴的射滴过渡，熔滴直径大致与焊丝直径相等，则熔滴电弧热较低，也就是熔滴温度低(与射流过渡和大滴过渡相比)。所以提高了焊丝的熔化系数，也就是提高了焊丝的熔化效率。
3)因熔滴温度低，所以焊接烟雾少。这样一方面降低了合金元素的烧损，另一方面改善了施工环境。
与普通MIG／MAG焊相比其主要优点如下：
1)焊接飞溅小，甚至无飞溅。
2)电弧指向性好，适于全位置焊接。
3)焊缝成形良好，熔宽较大，指状熔深特点减弱，余高小。
4)小电流焊接活泼金属（如铝及其合金等）。扩大了MIG／MAG焊射流过渡的使用电流范围。脉冲焊时焊接电流从射流过渡的临界电流附近一直到几十安的较大电流范围内均可实现稳定的射滴过渡。
由上述可知脉冲MIG／MAG的特点和优点，但是任何事物都不可能无缺的。和普通MIG／MAG相比其不足之处如下：
1) 焊接生产效率习惯性感觉略低。
2) 对焊工人员素质要求较高。
3) 目前来说焊接设备价格较高。
三、脉冲MIG／MAG焊的选用主要工艺决定
针对以上对比结果，脉冲MIG／MAG焊虽然有诸多优点是其它焊无法实现和比拟的，但是其同样存在设备价格高、生产效率略低、焊工不易掌握的问题。所以脉冲MIG／MAG焊的选用主要由焊接工艺要求决定的。就目前国内的焊接工艺标准，以下焊接基本上使用脉冲MIG／MAG焊。
1)碳钢类。对焊缝质量、外观要求较高的场合，主要是压力容器行业，如锅炉、化工换热器、中央空调换热器，还有水电行业水轮机的涡壳等。
2)不锈钢类。使用小电流（200A以下在此称小电流，下同）和对焊缝质量、外观要求较高的场合，如机车、化工行业的压力容器等。
3)铝及其合金类。使用小电流（200A以下在此称小电流，下同）和对焊缝质量、外观要求较高的场合，如动车、高压开关、空分等行业。尤其是动车，包括南车集团四方车辆车、唐山车辆厂和长客等及为他们外协加工的小厂家。据业内消息，到2015年国内所有省会和人口超过50万的城市均实现通动车，可见动车的需求量之大，焊接工作量和焊接设备的需求之大。
4)铜及其合金类。根据目前的了解情况，铜及其合金基本上都使用脉冲MIG／MAG焊（在熔化极气保焊范围内）。
「焊接知识|铝焊丝】MIG铝合金焊丝质量控制因素分析
功能介绍 介绍高科技的动态 一、铝焊丝铝焊丝是一种柱状强度相对较差的柔软材料，并且在熔融时对氢溶解度极敏感，因此，它在生产环境中的成功与否很大程度上取决于其在生产过程中所应用的方法和控制手段合理与否。对MIG铝焊丝性能影响大的是表面抛光度、焊丝清洁度、焊丝直径控制程度以及焊丝翘距和螺旋情况。
二、严格控制和维护冲模质量
严格控制和维护冲模质量对于连续生产出铝焊丝尤为重要。
为了在整个拉丝过程中产生连续的表面，使用质量好的拉丝冲模和润滑剂。因为不同铝合金需要有不同的工作特性，所以通常在生产过程中会对其进行中间热处理操作。这些中间热处理不仅是必要的，而且是具备合适的机械特性所的，从而获得优良的送丝特性。当拉拔到所期望的焊丝尺寸后，对铝焊丝进行清洁，这是个非常重要的步骤，这将在本质上决定成品是否能通过X-射线检测并达到焊接质量标准要求。另外，对清洁操作的也是非常重要的，伊萨在焊丝生产过程中进行严格的测试，以确保清洁程序持续有效。通常焊丝的检测是在拉拔、清洁和缠绕完成后进行。测试样品被焊接后，用X-射线来检测焊丝的完整焊接特性。
三、焊丝直径控制
除表面质量特征外，拉丝冲模质量和维护质量对控制焊丝直径和焊接连贯性都非常重要。 相对于AWS而言，伊萨是在更加严格的公差范围内来生产铝焊丝的。这种严格连贯的控制焊丝直径由此而产生的连续的电弧特性使终用户受益良多。铝焊丝直径的微小差异都会使电弧特性产生的变化，变化的结果就是以过高或过低的电流大小形式反映，两者都会产生多种形式的焊接缺陷。 伊萨对焊丝直径的严格控制（见图2）确保了稳定的焊接参数（即使在更换丝盘后），这一点在那些利用焊接工艺本身而非焊接工人对参数严格控制的自动焊上的应用，是一个非常重要的因素。
四、翘距和螺旋
缠卷焊丝具有连续性的翘距和螺旋能确保连续的电接触、平滑的电弧特征和更连贯的焊透。AWS规格要求线轴上焊丝的翘距和螺旋不论是应用自动还是半自动焊接设备，都应该能够适合无间断的送丝。 绕在线轴上焊丝的翘距大小可用从线轴上取下的一圈焊丝进行测量。当从线轴上切下一段焊丝并放在平面上后，其应形成一个自由的圆形，直径在小和大直径之间。缠绕铝焊丝如果翘距不适当或不协调，将导致在焊接过程中焊丝与焊嘴之间电极接触的中断，这种情况的后果是降低电弧稳定性，而较差的电弧特性可能引起焊接不连续。 通过从线轴上取下的焊丝可用来测量绕在线轴上的铝焊丝的螺旋情况，焊丝取一圈以上，通常是3～4圈。当焊丝从线轴上切下后，应把其放在一个杆上，杆呈水平，焊丝圈垂直挂在杆上。两个焊丝圈之间的大距离不应超过规定的大尺寸。过多的螺旋会导致在焊接过程中，焊丝从导电嘴出来时将产生游离，使其接触不良。这种情况对于全自动焊接特别有害，如机器人焊接时可能导致未熔合及未焊透等焊接缺陷的产生。伊萨开发了满足优要求的翘距和螺旋，并应用控制和检测手段对其进行校验和维护。
五、表面抛光和清洁
铝焊丝表面抛光程度很大程度上取决于原铝材性能质量，其特性是影响焊丝性能的大因素。通常铝焊丝由一个直径约9mm的铝丝再经拉拔加工而成。美国焊接协会的标准在很大程度上控制着这些焊丝的化学组分。然而焊丝制造商可能给自己在被规定范围内进行更严格的成分控制，来帮助其实现可控的生产性、焊接性，从而其焊接金属强度特性。 生产实践，丝棒的物理质量极为重要，产品中的杂质或间断能在整个生产过程中传递，从而导致终产品质量严重低劣。为此，伊萨公司应用一种特的刨削技术生产出光滑且清洁的表面，从而提高焊丝的送丝性能，并能通过X-射线检测的焊缝。这种刨削技术有效地去除了焊丝表层的不连续层，并且使终产品避免产生因表面藏纳污垢而导致的焊缝气孔。
严格控制和维护冲模质量对于连续生产出铝焊丝尤为重要。为了在整个拉丝过程中产生连续的表面，使用质量好的拉丝冲模和润滑剂。因为不同铝合金需要有不同的工作特性，所以通常在生产过程中会对其进行中间热处理操作。这些中间热处理不仅是必要的，而且是具备合适的机械特性所的，从而获得优良的送丝特性。当拉拔到所期望的焊丝尺寸后，对铝焊丝进行清洁，这是个非常重要的步骤，这将在本质上决定成品是否能通过X-射线检测并达到焊接质量标准要求。另外，对清洁操作的也是非常重要的，伊萨在焊丝生产过程中进行严格的测试，以确保清洁程序持续有效。通常焊丝的检测是在拉拔、清洁和缠绕完成后进行。测试样品被焊接后，用X-射线来检测焊丝的完整焊接特性。
六、其他质量控制要点
铝焊丝制造过程中的全面质量控制要求在整个生产过程中对产品质量进行连贯的维护以及校验。伊萨使用一个基于ISO9001质量体系进行铝焊丝生产，这个体系是对美国焊接协会国家标准AWS A5.10《裸铝和铝合金焊接电极与焊条规范》的一个补充。 另外，许多认证协会每年都对产品质量和QA体系进行审查，例如Lloyd＇s造船登记、TUV Rheinland、DB、Det Norske Veritas和Germanischer Lloyd＇s，他们要求通过对受检样品的测试达到检验焊丝的目的，包括破坏性和非破坏性试验。
结语 对于那些关心焊接质量、致力于降低修复率及提高生产力的铝焊接制造商而言，应用铝焊丝是非常重要的。因为即使是影响铝焊丝质量的瑕疵，如清洁度、焊丝直径或表面状况所可能引起的问题，对那些追求持续合格的铝焊接件生产用户而言，都会导致的麻烦。
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