研发高效碱性铁粉焊条(二)
由图1可以看出，随着药皮中碳酸盐和氟化物含量的增加，焊条的发尘量急剧增加，并且CaFz的增尘速率大于碳酸盐；当增加焊条药皮中TiOz的含量时，焊条的发尘量逐渐减少．一般来说高钛型焊条发尘量最小，钛钙型焊条居中，碱性焊条发尘量最大，这与笔者研究的结果是相符合的．
上述研究表明，从改善焊工劳动条件，降低焊条发尘量角度出发，药皮中的氟化物和碳酸盐含量越低越好，而TiO 的含量则高些为好．另外，从改善交流稳弧性来看，也希望焊条药皮中氟化物的含量低些，TiO。的含量高些．但是从提高焊缝金属韧性和降低扩散氢含量出发，氟化物的含量不能太少，碳酸盐也必须占有一定的比例，以利于脱氢和提高韧性．但TiO：的含量不能太高，因为TiO 含量过高会导致焊缝的低温冲击韧性下降．综合上述各方面的要求，高效碱性铁粉焊条的熔渣成分(质量分数)应控制在如下范围：碱性氧化物(CaO，MgO 等)为35 9／6～45 9／6，氟化物为20 9／6～25 ，酸性氧化物(TiO ，SiO ，ZrO 等)为20 ～ 30 ．
2 铁粉物理性质及其加入量的控制铁粉在高效铁粉焊条药皮中占有非常重要的地位，就高效碱性铁粉焊条而言，对于铁粉的要求
如下．
必须采用高密度铁粉(密度>3．5 g／cm。)，从铁粉的颗粒度看，要求微细粉的含量尽可能少(200目以下的不超过10 9／6)．另外为了改善焊条的涂压性能，要求铁粉呈球状(即雾化铁粉)．为了提高焊条的熔敷效率，在增加铁粉加入量的同时，还应增加焊条药皮的厚度，且在铁粉加入量和焊条药皮的厚度之问保持一个适当的搭配．铁粉加入量太多，焊条药皮太薄时，焊接过程中焊条药皮形不成套简，造成电弧的吹力太小，容易短路，影响焊接施工；铁粉加入量太少，药皮太厚时，焊接过程中套筒太长，造成电弧吹力太大，焊缝成型不良．焊条的铁粉加入量(质量分数)以45 ～7O 为好．确定药皮的厚度，可用焊条外径与焊芯直径之比来表示，其合适比值为2．0～2．2
3 焊缝化学成分对冲击韧性的影响
3．1 Mn含量对焊缝金属冲击韧性的影响为了获得良好的焊缝冲击韧性，除了控制熔渣成分、提高熔渣碱度外，还对焊缝成分对冲击韧性的影响进行了研究．在强度500 MPa级别的焊缝中，一般是依靠Mn，Si合金化来满足强度和韧性要求的，根据文献[1]介绍，焊缝中叫(Mn)一0．5 9／6～1．8 范围变化时，随着含Mn量的增加，焊缝中针状铁素体的数量逐渐增加，先共析铁素体的数量逐渐减少，当叫(Mn)含量接近1．5 9／6时，焊缝的韧性达到最高值，研究结果与文献[1]的数据一致，当焊缝中叫(Mn)为1．1 9／5～ 1．5 9／5时，可获得满意的焊缝冲击韧性．
3．2 Si含量对焊缝金属冲击韧性的影响焊缝中Si含量对焊缝韧性的影响见表1，从表1可以看出，随着Si含量的增加，焊缝韧性逐渐下降，当si含量大于0．55 时，焊缝韧性急剧下降，故为了得到高的韧性，焊缝中si的含量应控制在0．55 以下．
3．3 硼含量对焊缝金属冲击韧-陛的影响根据近年来国内外的研究结果l2]，在组织为铁素体+珠光体类型的焊缝中，加入B和Ti可以起到改善焊缝组织，提高焊缝韧性的作用．不含B的焊缝中，先共析铁素体占的比例比较大，先共析铁素体是沿原奥氏体晶界连续分布的；当加入一定量的B时，先共析铁素体数量明显减少，在原奥氏体晶界的某些部位已看不到先共析铁素体；当B含量再增加时，已看不到原奥氏体晶界上有先共析铁素体析出，由此可见B对焊缝中先共析铁素体的析出有明显的抑制作用．为了进一步提高焊缝的韧性，除了加B和Ti提高焊缝韧性外，还加入了一定数量的Ni，Ni是一个扩大奥氏体区的元素，它有利于中温和低温转变组织的产生，对改善焊缝金属的冲击韧性有良好的作用．
4 本课题所研制焊条的综合性能焊条熔敷金属的化学成分见表2；焊条熔敷金属的机械性能见表3所列．
5 结 论
1)文中所研制的高效碱性铁粉焊条拥有良好的焊接工艺性能，焊缝中扩散氢含量低，焊缝冲
击韧性高，各项性能指标均达到了E5028型焊条
的要求．
2)研究表明，焊条药皮中的碳酸盐和氟化物是增加焊条发尘量的物质，而TiO：则降低焊条发尘量．但是为了提高焊缝金属韧性和降低扩散氢含量，熔渣中必须有足够数量的碱性氧化物和氟化物，酸性氧化物的含量不能高，三者必须保持一个合适的比例关系．
