图 讲解:如何减少不锈钢MIG焊缝表面的大量“硅岛”残留

在304不锈钢的MIG焊接,通常采用ER 308LSi焊丝,其中较高含量的硅被添加到焊丝中,这可以提供良好的铁水流动性,易于铺展,以获得优质的“宽平”焊缝形貌,见左图(ER308焊丝)和右图(ER308LSi焊丝),减小焊趾处的应力集中,提高产品质量。但使用高硅焊丝的最大问题是极其容易形成氧化物,而在焊缝中出现黑色的“硅岛”,并难于清理。

这些黑点俗称“硅岛”,一般理解为硅的氧化物,实际上比这更为复杂,它是由硅、锰、铁及其他微量元素与氧相互作用形成的。这些硅岛残留物会影响焊缝的美观。但并不会损害焊接接头的任何性能。但无论如何,本着对客户负责的态度,我们依然需要将焊缝的外观列入改善的范围,以满足客户的需要。

解决焊缝硅化物残留的最好方法就是减少焊接过程中的氧化性倾向。氧化源又要来自于保护气体,空气以及焊接区域附近的污染(包括油、脂、锈迹、灰尘等)。也就是要注意以下几点:即减小焊接气体的氧化性;保持焊接区域附近的清洁;保持电弧稳定;尽可能避免空气的干扰。

基于以上的分析,可采用以下方法来改善焊缝外观:

1. 选择具有低氧化性的焊接保护气体,98%氩气与2%氧气的混合,此混合比例电弧喷射过渡较为稳定。

2. 优化焊接工艺参数,保持电弧稳定性,削弱空气的干扰。尤其关注电弧电压(电弧长度)和焊接速度。较高的电弧长度会使熔滴和熔池过多地暴露于氧化性氛围,而增加“硅岛”的形成。因此需要适当降低电弧电压,减小弧长。另外,适当增减焊接速度也有助于减少熔融金属暴露的时间,从而减少硅化物数量。

3. 为焊接工程提供理想的保护。焊枪周围增加保护罩,在焊枪后跟随尾气保护,并且尾气脱罩同样也应该用耐高温材料遮挡,以提供充分保护,以实现漂亮的焊缝外观。同时需要选择合适的焊接保护气体流量和尾气保护流量,因为高的气流量将会使气体产生紊乱流动而搅入空气,但太低的气流量又不能提供充分的保护而把空气排到焊接区域之外。

通过采取以上诸的多措施,焊缝上的黑点会大量减少,见图3至6。

改善前的氧化焊缝及打磨

改善后的优质焊缝外观

改善后的优质焊缝打磨后的外观

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第二步:

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