燒結焊劑的冶金過程及工藝質量控制

孫咸

（太原理工大學焊接材料研究所，山西 太原 030024）

0 前言

氟堿型燒結焊劑在埋弧焊工藝發展道路上，經歷了逐漸被認可而后滿意的工程應用過程，近年來所占焊材市場份額越來越多。然而并不是在所有的情況下該焊劑均能適應工程需求，在一些情況下，焊縫壓痕、凹坑敏感性比較大，與個別牌號焊絲匹配時還出現熔敷金屬抗拉強度偏低、不達標等現象。上述工藝質量問題的出現與焊劑的冶金過程相關，而焊劑的冶金過程亦與埋弧焊的電弧特性及熔滴過渡密不可分。迄今為止，介紹埋弧焊電弧和冶金特性較經典的文獻，也僅限于上世紀80年代出版的有數幾本[1-3]，進入本世紀以來，具有創新理論的相關文獻甚少。為此，本文特意將氟堿型燒結焊劑（SJ101）的冶金過程、電弧行為與焊劑的工藝質量相聯系，探討焊劑的工藝質量影響因素和控制方法。該項研究對深入了解燒結焊劑的冶金機理，合理選用焊劑和匹配工藝，乃至開啟焊劑性能改進新思路，具有一定的參考意義和實用價值。

1 氟堿型燒結焊劑的冶金過程

1.1 電弧空腔內的冶金過程

表1列出了埋弧焊試樣的焊絲和熔敷金屬化學成分實測結果。其中，試驗條件：I=550～620 A，U=28～30 V，可以看出，與焊絲成分相比，熔敷金屬成分中的Mn和C的含量減少了，而Si的含量增加了（P 和S含量也有變化）。這是由于在氟堿型渣系中含有少量的SiO2。在熔滴反應區可能發生了下列反應：

表1 焊絲和熔敷金屬的化學成分（質量分數，%）

上述3 式均屬于滲硅反應，但（2）式是典型的滲Si增氧反應，（3）式是熔滴中的碳與熔渣中的SiO2反應可能生成CO 氣體。……