引弧棉在埋弧自动焊中的应用(图)

2008-05-07 16:38:52  中国焊接之家    
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    窄间隙埋弧焊作为一种高效的焊接方法,被广泛用于中厚钢板及其他钢结构的焊接中。但是由于焊接参数大的限制,在起弧装置上难以实现高频附加引弧等先进方式,仍然延续使用短路回抽的方式,起弧效率不高,特别是国内存量很大的交流焊机起弧困难更为明显,给现场施工带来成本和工期的浪费。
     咸阳五星科技研制开发的“钢絮”牌引弧棉(专利号:ZL000220068.6),是一种获国家专利的新型焊接辅助材料。采用优质钢材拉制成极细金属纤维细丝,形同棉絮一般,纤维直径小于0.003mm,在很小的电流和很小的电压即可“引燃”电弧,焊接过程中发生“断弧”后进行“再起弧”时操作简单方便,起弧电压、起弧电流波动极小,波动时间短,极大地减弱了振荡电流对焊机元器件的损害。

    1 工艺实验方法及结果
     引弧棉化学成分(%)见表1。性能试验采用对比法,即在相同的条件下,用传统的引弧方法与采用引弧棉的方法相比较。



     2 结果分析
     (1)传统埋弧焊的引弧过程完全模仿了手工电弧焊的引弧过程。引弧前,先使焊丝下送,使其与工件可靠接触,形成导电通路之后按启动按钮。主回路供电,在空载电压作用下,形成强大的短路电流,在焊丝的尖端及母材间的电流密度最大。同时,在短路反馈电路作用下,焊丝回抽,在焊丝尖端母材间击穿空气形成电弧。当焊丝回抽到一定弧长,弧压上升到所控参数值时,焊丝停止上抽,焊丝熔化使电弧拉长,弧压上升到大于所控参数值,焊丝开始下送,形成闭环控制,正常焊接开始。这一过程的完成需要1.5~4s,交流焊机的引弧时间相对更长一些。在此过程中,如果操作不规范,电弧就不能正常引弧。而在施焊中发生“断弧”现象,进行“再起弧”时操作相当麻烦,尤其在施工现场,电网波动较大,使断弧发生率很高。
     (2)在使用引弧棉时,按正常焊接做准备工作,只是将焊丝尖端不直接接触母材,取1g引弧棉团成小球状,堵塞在焊丝母材间,使其间距保持4mm左右。直接起动主回路电源,引弧棉迅速熔化,造成空气电离,“击穿”起弧,使电弧迅速达到闭一派 工作状态。一般这一过程不超过1s,由于起弧时由回抽到闭环工作状态的时间缩短而且具有起弧快的特点,同时减小闭环控制过程,使起弧更加稳定,减小电能损耗。
     (3)从引燃电弧机理分析,形成电弧需要“击穿”空气,电弧形成阶段的能量需求要远远大于维持电弧所需要的能量。将钢材拉成极细的金属丝,就能将机械能转化成由于钢丝变形增大表面积而增大的表面能,使钢纤维本身已处于一个很高的能量状态。外部能量需要相对减少,这本身就减低了起弧时对空载电压的要求。钢丝作为产热的主体,由于截面面积小而具有相对高的电阻,产生定值的热量对I、U要求都变得很低,而且很快就能恢复至维弧状态。从而降低了设备在起弧过程中对设备的冲击,降低了参数的振荡幅度,对焊接质量及设备电路有良好的保护作用,延长使用寿命,且减少了对电网的冲击。
     (4)结合以上特点分析,引弧棉在埋弧埋中对提高引弧率及提高工效起着十分重要的作用。而且在国内的现在设备条件下,对于部分气体保护焊和起弧次数起弧范围要求苛刻的钢种的手工电弧焊都有着广泛的应用。

    3 结论
     (1)引弧棉做为一种新型的焊接辅助材料,对减轻工人劳动强度,提高生产效率、节省能源、保护及充分发挥焊接设备能力有着十分重要的意义。
     (2)随着引弧棉产品品种品质的不断开发,必将使我国焊接技术水平得以提高,使传统的焊接技术与国际先进工艺方法接轨加快。

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