連續(xù)涂層電焊條技術(shù)的推廣應(yīng)用

【摘 要】我國(guó)前些年研究開(kāi)發(fā)的連續(xù)涂層電焊條及其相應(yīng)的焊接設(shè)備和工工藝系列技術(shù)（CCEW），是焊接技術(shù)的一次突破性發(fā)展，是對(duì)傳統(tǒng)焊接方法的徹底變革，對(duì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有十分重大的意義。本文作者全面介紹了連續(xù)涂層電焊條系列技術(shù)的概念，工藝裝備、焊接的性能和優(yōu)點(diǎn)，提出全方位推廣應(yīng)用這項(xiàng)高新焊接技術(shù)以取代傳統(tǒng)焊接方法的建議，

【關(guān)鍵詞】焊接；連續(xù)涂層；電焊條；深溶特性；大電流；動(dòng)態(tài)輸電；焊縫

一、概述

焊接技術(shù)包含著電學(xué)、熱學(xué)、化學(xué)、光學(xué)和力學(xué)等多種學(xué)科的理論綜合，區(qū)區(qū)焊接熔池，混合進(jìn)行著復(fù)雜而激烈的電弧燃燒、熔滴過(guò)渡、冶金熔煉、力學(xué)攪拌、化學(xué)反應(yīng)和渣氣排逸等過(guò)程，其影響因素之多，以及千變?nèi)f化的各種隨機(jī)現(xiàn)象，給大幅度的科技突破造成嚴(yán)重障礙。所以，已往焊接技術(shù)的發(fā)展，多為單項(xiàng)改進(jìn)性的科研成果，而本質(zhì)性的整體技術(shù)變革少見(jiàn)。

由于CCEW所獨(dú)具的技術(shù)特性和工程實(shí)用價(jià)值，這意味著焊接技術(shù)發(fā)展史上又一個(gè)里程碑的出現(xiàn)。近年來(lái)，這一高新焊接技術(shù)以它的技術(shù)先進(jìn)性和它的強(qiáng)大生命力在各個(gè)行業(yè)工程建設(shè)中正在逐步徹底替代傳統(tǒng)焊接技術(shù)。

二、連續(xù)涂層電焊條簡(jiǎn)介

連續(xù)涂層電焊條是采用特殊的擠壓工藝和專門設(shè)備，將各種配方的焊劑涂復(fù)在長(zhǎng)度為幾十米至幾百米的焊芯鋼絲上，經(jīng)自烘干筒繞制成圓盤狀產(chǎn)品。

連續(xù)涂層電焊條第一代產(chǎn)品的鋼芯直徑的選擇范圍比手工電弧焊條為寬，批量生產(chǎn)的規(guī)范為Φ1毫米～Φ6毫米，也可為用戶特制小于1毫米的超細(xì)連續(xù)涂層電焊條。目前推向市場(chǎng)的連續(xù)涂層電焊條有兩大類：一是全自動(dòng)焊連續(xù)焊條（Automatic連續(xù)涂層電焊條），另一類是半自動(dòng)連續(xù)焊條（Semi-Automatic連續(xù)涂層電焊條）。

連續(xù)涂層藥皮的類型很多，有氧化鈦和氧化鐵型，鈦鐵礦和氧化鈦鈣型，低氫鉀和低氫鈉型，纖維和石墨型，鹽基型等。此外根據(jù)用戶之需尚可配制特殊型的藥皮涂料。

連續(xù)涂層電焊條焊條的種類幾乎復(fù)蓋了目前工程上應(yīng)用的所有鋼種。在工程大量使用的結(jié)構(gòu)鋼焊條，分別按焊縫金屬抗拉強(qiáng)度從420Mpa到980Mpa做成8個(gè)檔次的連續(xù)涂層電焊條。耐熱鋼連續(xù)涂層電焊條亦按鉻和鉬元素的含量做成8個(gè)檔次，鉻含量分別為0.5～11%，鉬含量0.5～1%。不銹鋼焊條，其鉻含量分別為13%和17%兩種；另一類為鉻鎳奧氏體不銹鋼焊條，分別由不同鉻鎳含量比制成8個(gè)品種。此外還有碳量小于0.04%的超低碳不銹鋼焊條。適用于堆焊的連續(xù)涂層電焊條按主要用途也分為8種類型，包括：不同硬度的常溫焊條，常溫度錳鋼焊條，刀具焊條，工具焊條，鈷基合金焊條等。在高強(qiáng)度耐氣蝕鋼的連續(xù)涂層電焊條系列中，包括耐火氣腐蝕，耐海水腐蝕，抗高溫硫和硫化氫腐蝕，抗高溫氫、氯、氨腐蝕和中溫高壓介質(zhì)工況下耐氯、氨腐蝕結(jié)構(gòu)的連續(xù)涂層電焊條，還有海洋鉆井平臺(tái)、船舶和壓力容器等低合金鋼結(jié)構(gòu)的連續(xù)涂層電焊條。在低溫連續(xù)涂層電焊條系列中，包含有能適應(yīng)工作溫度為—90℃含鎳4.5%的低溫結(jié)構(gòu)連續(xù)涂層電焊條?？傊?，產(chǎn)品系列的范圍可以任意滿足當(dāng)今各種工程焊接的要求。

連續(xù)涂層電焊條除了有能連續(xù)不間斷施焊和產(chǎn)品適用范圍廣這兩個(gè)特點(diǎn)之外，第三個(gè)特色是具有短的導(dǎo)電距離，可以承受比手工電弧焊大幾倍的焊接電流（一般可達(dá)3～5倍），這對(duì)提高熔敷效率、強(qiáng)化弧柱電流密度、促成電弧的高等離子化、提高電弧穿透能力等都有明顯的效果。正因?yàn)槭且源箅娏鲃?dòng)態(tài)輸電法焊接，所以連續(xù)涂層電焊條奇特的熔深特性是任何傳統(tǒng)焊接方法都不能比擬的。

三、連續(xù)涂層電焊條焊接的先進(jìn)性

在連續(xù)涂層電焊條技術(shù)中，包含有若干項(xiàng)國(guó)家發(fā)明技術(shù)，國(guó)際專利技術(shù)，以及幾十項(xiàng)國(guó)家專利技術(shù)。可見(jiàn)連續(xù)涂層電焊條技術(shù)不但技術(shù)含量高，且多數(shù)為當(dāng)今世界的高新技術(shù)。例如：

（一）多點(diǎn)動(dòng)態(tài)輸電方式是實(shí)現(xiàn)連續(xù)涂層電焊條焊接的關(guān)鍵，要求外接電源可靠的在施焊全過(guò)程中不間斷的導(dǎo)入焊芯，并根據(jù)不同鋼芯的比電陰阻、焊條直徑和相應(yīng)的焊接電流，以及藥皮涂料類別的燃燒特性等，綜合選擇各導(dǎo)電點(diǎn)間距離，以保證連續(xù)焊的最佳匹配。

（二）根據(jù)目前工程中的應(yīng)用條件，也顧及到由手工電弧焊向連續(xù)涂層電焊條全自動(dòng)焊轉(zhuǎn)換尚須一過(guò)渡時(shí)期，采用半自動(dòng)小型連續(xù)涂層焊接設(shè)備加上焊接電流的遠(yuǎn)方遙控，操作者在連續(xù)焊的過(guò)程中根據(jù)焊件對(duì)口位置變化需隨機(jī)調(diào)整焊接電流，能夠自行在不間斷電弧情況下任意調(diào)節(jié)。

（三）等離子弧連續(xù)涂層電焊條焊接設(shè)備的開(kāi)發(fā)，是當(dāng)前連續(xù)涂層電焊條技術(shù)發(fā)展的制高點(diǎn)。它能確保焊接過(guò)程中的等離子現(xiàn)象得到充分的表現(xiàn)，以使連續(xù)涂層電焊條焊接的三大優(yōu)勢(shì)更上新的臺(tái)階。

四、連續(xù)涂層電焊條焊接的性能

連續(xù)涂層電焊條焊接技術(shù)具有如下特殊的性能：

（一）焊接工藝的連續(xù)性。這是手工塌弧焊和氣體保護(hù)焊無(wú)法相比的，也是它所以能夠取代其它傳統(tǒng)焊接方法居首位的條件。

（二）能量密度的集中性。連續(xù)涂層電焊條電流數(shù)倍于手工電弧焊和氣體保護(hù)焊，在相同焊接電弧柱直徑下，弧柱的能量的密度也就成倍的增加，更兼連續(xù)涂層電焊條特殊焊藥涂層在高能密度電弧燃燒作用下，出現(xiàn)等離子現(xiàn)象后，促使弧柱的能量更加集中，焊接電弧的穿適力也大為增強(qiáng)。焊接時(shí)出現(xiàn)了奇特的熔深特性，例如在40毫米厚的鋼板不開(kāi)坡口對(duì)接成窄間隙，以ф4毫米連續(xù)涂層電焊條全自動(dòng)施焊，焊接電流為400安，單側(cè)焊雙面成型良好，表面及根部焊縫平整美觀，經(jīng)切片金相檢驗(yàn)和X-Ray透高檢驗(yàn)，焊縫內(nèi)部未見(jiàn)氣孔、夾渣、未焊透和裂紋等缺陷。再如6毫米鋼板不開(kāi)坡口對(duì)接，以ф1.2毫米連續(xù)涂層電焊條半自動(dòng)施焊，同樣在大電流密度的電弧深熔特性作用下，達(dá)到了單面焊雙面成型的優(yōu)質(zhì)效果。

（三）熔池冶金的強(qiáng)烈性。連續(xù)涂層電焊條焊接熔池與傳統(tǒng)焊接方法的熔池外形迥然不同，由于弧柱能量高度集中和具有大的能量密度，在強(qiáng)大的焊接電弧穿透力度作用下，其焊接熔池呈大的深寬比（傳統(tǒng)方法則相反，熔池寬大于深），加上連續(xù)涂層電焊條焊接熔滴速度快，熔池冷凝也快，為保證熔池的各種反應(yīng)強(qiáng)烈化，否則焊接接頭就不能獲得優(yōu)良的質(zhì)量。

（四）參數(shù)調(diào)節(jié)的靈活性。由于配套了可變焊接電流的焊接電源設(shè)備，和隨機(jī)調(diào)整的控制器，使施焊過(guò)程的參數(shù)調(diào)節(jié)非常靈活。焊工手持焊槍進(jìn)行操作時(shí)，可根據(jù)焊接過(guò)程中隨時(shí)出現(xiàn)的工況變化，及時(shí)隨意調(diào)節(jié)焊接電流和其它焊接參數(shù)，不僅操作方便，調(diào)節(jié)靈活，且調(diào)幅范圍較寬。

（五）焊縫質(zhì)量的致密性。對(duì)于大厚度的焊件，欲求接頭熔接焊縫內(nèi)部致密性高，且在不開(kāi)坡口條件下進(jìn)行窄間隙施焊，以手工電弧焊或氣體保護(hù)焊方法是很難保證質(zhì)量的，甚至連工藝過(guò)程也無(wú)法實(shí)施。而采用連續(xù)涂層電焊條焊接，則能獲得微密的熔金屬質(zhì)量并保證焊接頭各項(xiàng)力學(xué)性能的高指標(biāo)。

五、結(jié)束語(yǔ)

長(zhǎng)期以來(lái)，由于傳統(tǒng)技術(shù)、工藝的禁錮，陳舊的焊接手段應(yīng)付不了現(xiàn)代化工業(yè)建設(shè)工程所提出的挑戰(zhàn)，也束縛了焊接專業(yè)的發(fā)展。以連續(xù)涂層電焊條焊接技術(shù)替代傳統(tǒng)的手工電弧焊、氣體保焊和埋弧自動(dòng)焊，甚至替代藥芯焊絲等現(xiàn)行焊接方法，在學(xué)術(shù)界已成定論。筆者呼吁，趁連續(xù)涂層電焊條高新技術(shù)剛步入產(chǎn)業(yè)化的時(shí)機(jī)，將之在工程界廣泛推廣應(yīng)用，以推進(jìn)我國(guó)焊接技術(shù)的徹底更新?lián)Q代，使連續(xù)涂層電焊條的“高效、優(yōu)質(zhì)、低耗”的技術(shù)優(yōu)勢(shì)盡快在我國(guó)生產(chǎn)建設(shè)中轉(zhuǎn)換成巨大的經(jīng)濟(jì)效益。