1 實驗目的
研究不同表面處理方法及涂層成分對焊絲的熔滴過渡形式、焊縫成形、力學性能等性能的影響。
2 實驗內容
（1）對預先拉拔至要求規格的焊絲進行高壓水清洗，緊接著進行壓縮空氣風干處理，然后進行表面處理。
（2）在相同的焊接規范下及焊接條件下，分別對無鍍銅焊絲、對比焊絲進行施焊，用高速攝影儀拍攝熔滴的過渡形式；用焊接質量分析儀記錄焊接過程中的焊接參數。
（3）在相同的焊接規范下及焊接條件下，在相同的試板上施焊，然后將試板加工成規格相同的試樣，并對其進行拉伸、沖擊試驗和端口形貌、焊縫組織分析。
3 實驗設備
3.1 焊接設備
本實驗中所使用的焊接電源為OTC數字化焊接電源，該焊接電源可以在焊接過程中根據預定電壓自調節得到所期待的焊接規范。保護氣體采用Ar（80%）+CO2（20%）混合氣體。
4 試驗材料
（1）無鍍銅焊絲
采用優質焊接盤條原材料，實驗隨機抽選直徑為ø1.2mm GHS-70無鍍銅焊絲。
（2）對比焊絲
伊薩（ESAB）OK Aristorod 69無鍍銅高強鋼實心焊絲，直徑ø1.2mm。
（3）試板及焊接工藝
焊接試板采用低碳鋼Q235，規格300mm×150mm×20mm。記錄焊接過程電參數時均采用平面堆焊方式。測力學性能采用兩塊試板對焊方式，試板單邊坡口角度為22.5º。采用相應的焊絲在坡口墊板上堆焊兩層，堆焊厚度大于3mm，以盡量減少母材金屬對焊縫組織及性能的影響。裝配間隙為16~18mm。裝配時需預留反變形角，以保證焊接后試板的平整性。根據GB/T8110-2008知坡口加工要求與工藝要求，如圖1所示。
力學性能試板焊接工藝參數均采用實際生產中使用的規范參數，如表1所示。焊接電流區間為220~260A，設定值為240A；焊接電壓區間為24~30V，設定值為26V；保護氣體采用Ar(80%)+CO2(20%)混合氣體，氣體流量設定為20L/min；焊接速度為25~35cm/min。第一層打底焊接時采用35cm/min，其余各層采用30cm/min。焊接過程中需嚴格控制的層間溫度和焊接線能量，進而減小焊接過程中的內應力及焊后殘余應力，避免淬硬組織的產生。除打底層外其余各層的層間溫度控制在150~200℃之間，打底層不需要預熱。
5 試驗分析
5.1 焊縫顯微組織與斷口分析
試驗依據GB/T13298-1991《金屬顯微組織檢驗方法》。首先用水砂紙對切割好的金相試樣進行粗磨，然后采用機械拋光的方法將試樣在拋光機上進行拋光，再用腐蝕4％硝酸酒精溶液浸蝕，使用金相顯微鏡光學顯微鏡分別對焊接接接頭的組織形態進行了觀察。
用掃描電子顯微鏡對焊絲表面、沖擊試驗和拉伸試驗斷口的微觀形貌進行觀察。
5.2拉伸試驗
熔敷金屬拉伸試驗按GB/T2652進行，在液壓式萬能材料試驗機上分別對焊絲的熔敷金屬進行了拉伸試驗。試樣形狀及加工尺寸見圖3。
5.3低溫沖擊試驗
熔敷金屬V型缺口沖擊試驗按GB2650進行。對1#、2#和ESAB三種焊絲的對接接頭分別進行了低溫沖擊試驗。沖擊試樣照GB2649-89《焊接接頭機械性能試驗取樣方法》取樣，沖擊試件尺寸如圖4所示，采用V型缺口分別開在焊縫區，試驗溫度為-40℃。
6焊絲的外觀形貌與送絲性
在焊接中，焊絲的表面形態會直接影響焊絲的送絲性，送絲的穩定性又直接影響焊接工藝的穩定性。焊接工藝的穩定性又直接影響焊縫質量，自動化焊接技術的發展對焊絲要求越來越高，這不僅要求焊絲在滿足相應的成分要求外，還需具備優異的送絲性能。焊絲的送絲性能的優劣直接影響焊接質量的好壞，送絲性能不穩定，輕則增大焊接過程中的飛濺產生量、影響焊縫成形、降低工作效率；重則造成焊接缺陷、影響接頭質量。因此，改善焊絲送絲性能的一直在國內外是研究的熱點。
對相同的成分與基本相同拉絲工藝的焊絲進行不同的表面處理，因此其所呈現出的表面形態、顏色有一定的區別，如圖5所示，1#、2#、3#是不同表面處理后的焊絲狀況，與ESAB焊絲表面對比。
更多知識請關注河北鑫宇焊業有限公司微信公眾號：
