新渣系碱性焊条脱渣性分析.pdf

第29卷第3期焊接学报 2008年3月TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDING INSTITUTION March 2008 新渣系碱性焊条脱渣性分析孟工戈1, 杨拓宇2, 刘晓晶1, 杨丽娟3 (,哈尔滨 150040; ,安徽蚌埠233100;,哈尔滨150046) 摘要:分析了多种国内外碱性焊条药皮渣系,设计了新的渣系。用均匀设计的思想方法和计算机软件来安排试验。选定9种药皮辅料作为自变量,并把每个自变量分成6 个水平,共做了24个焊条小样。利用计算机统计分析脱渣性数据。结果给出了自变量与因变量之间的数学模型和趋势图。它们揭示出内在规律:多种药皮辅料对焊缝脱渣性的影响呈交互作用的形式,其中大理石与碳酸钡、硅灰石与铝镁粉、金红石与铁粉之间两两的交互作用都会使焊缝脱渣性提高;而铝镁粉与萤石、铝镁粉与碳酸钡之间两两的交互作用都会使焊缝脱渣性降低。关键词i碱性焊条;脱渣性;均匀设计中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:0253—360Xi200S)03—0033一04 壶工戈 0序言焊接技术是近代先进制造方法之一,而且已经形成了有科学基础、有广泛的应用范围和发展前景的焊接科学工程。然而在焊接过程中所产生的焊接烟尘等有害物质,则会对环境造成严重污染,也会对焊工的身心健康造成直接危害。目前国内外众多机构都在注重净化焊接工作环境问题【l五】,国际焊接学会IIW在原有VIII委一健康与安全委员会基础上又增设了环境委员会,其目的在于加强焊接工作环境的保护旧1。 2006年中国表观钢材消费量超过4亿吨,焊材总产量达到317万吨,焊条产量为180万吨,占总产量的57%,自动化水平低于发达国家[4]。国内每年使用的这100多万吨电焊条,要向空气中排放1万多吨的烟尘,严重地危害工人的身体健康,同时也对环境造成污染。对于焊条电弧焊来说,其焊条药皮是产生烟尘的重要物质来源,而不同类型焊条的药皮渣系会有很大的区别。一般来说,碱性焊条的发尘量要高于酸性焊条。在焊条电弧焊接过程中,反应温度达到 2000oC以上时,将产生大量的NaF,KF,导致碱性焊条发尘量高于酸性焊条,并且NaF,KF又溶于水,它能通过血管进入全身器官而引起氟中毒。为了考察多种药皮辅料对碱性焊条包括焊接烟收稿日期:2007—11—01 尘在内的诸多工艺性能的影响规律,在分析了多种国内外碱性焊条药皮渣系的基础上,设计了新的渣系,并且利用中国数学会均匀设计分会推荐的计算机软件安排试验‘5|,研究了此渣系中9种药皮辅料对焊条脱渣性的影响。 1 试验方法首先选择了国内外4种不同牌号的低氢型药皮焊条,利用FEISirion200热场发射扫描电子显微镜进行焊接熔渣的测试分析,结果如表1所示。表1 4种焊条熔渣中某些元素含量(质量分数。%) Table of∞me elements 4electrodes slag 其次又分析了两个日本焊条专利[6’7】及有关低烟尘焊条的国内文献[s一0|。最终决定选择的渣系为 CaC03一BaC03一CaI、2一BaF2一CaSi03一Tiol。在选择金属碳酸盐时,采用了联合加入大理石与碳酸钡,而不选用菱苦土,其原因是菱苦土的发尘量较大。硅可以