手工焊和气保焊热源虽都是电弧,但是由于燃弧率不同,弧区介质不同,所以会影响熔深和能量密度,从而使熔化速度,熔敷效率有很大差别。
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燃弧率 熔敷速度 熔敷效率 平均熔深
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手工焊30% 35~50g/min 55% 3mm
CO2 45% 平均90g/min 90~95% 6mm
MIG/MAG>50% 60~140g/min 96~99% 4~6mm
焊芯焊丝>50% 140~200g/min 83~87% 4~6mm
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从表中熔敷速度和熔敷效率看,气保焊单位时间熔敷到焊缝上的金属量应该比手工焊多两倍以上。在推广气保焊时,实际效率的提高往往达不到理论数据,很重要的原因是焊件坡口型式没有做相应的改变;另外就是由于气保焊设备材料不配套或使用不当,大大增加了辅助时间,从我国船厂统计看,气保焊每日消耗焊材10~15kg(日本可到50kg),手工焊6~7kg。
4.2 气保焊的质量
气保焊不但可用于低合金高强钢的焊接,而且可以说是焊接的首选方法。这不仅因为它比手工焊的效率最少高一倍以上,而且它最易保证高强钢的焊接质量。
如在1中所述,选材很好,碳当量和裂纹敏感系数都很小,可焊性良好,这就不需要很多复杂工艺而能保证质量。当然对这样一项跨世纪工程来说,仍需作到万无一失。16MnR属于C-Mn系列的热轧正火钢,610U2属于超低碳多元素调质钢,一般均在焊态下使用。这两类钢焊接接头质量的主要问题是保证焊缝的高综合性能,防止影响区的脆化和软化,保证熔合区和热影响区不发生裂纹并有一定韧性。由于610U2属于热处理强化钢在焊态下使用,如何同时保证焊缝的综合性能及热影响区的韧性,实践证明虽不是非常困难,但在选择焊接材料及工艺时应保证焊缝金属一定的化学成分,选择合适的线能量与适当的预热和层间温度相配合,从而得到合适的t8/5,以保证热影响在AC1-AC3之间的部分得到合适的组织(最多的针状铁素体,最少的M-A组元)和品粒度。另外还应控制含H量,进一步防止冷裂的发生。
低C调质钢特别是CP钢,含C量极低,热影响区只能形成低C马氏体、巳由于Ms点较高,能产生自回火,所以冷裂倾向不大,又由于含C,S量都低,Mn/S大,所以热裂倾向很小,只要注意工艺的选用,不管是手工焊、埋弧焊,实心或药芯气保焊均可保证焊接质量。可以看出,选择焊材可以保证焊缝成分,但更重要的是选择合适的工艺。