浅谈烧结焊剂焊缝中凹坑的形成机理

烧结焊剂

   烧结焊剂焊缝中凹坑的形成机理是什么？埋弧焊电弧空腔内充满了各种气体，如焊剂受热放出的水气、熔滴反应区和熔池反应区生成的气体以及金属和矿物蒸汽等。这些气体大部分将穿过液态熔渣和粒状焊剂层进入大气。然而也有一些气体成气泡状停留在液态金属和液态熔渣之间的界面上，当它们不能够及时冲破熔渣层时，泡内的气体便向四周施以一定压力，以求达到力的平衡。气泡内的压力越大，留在焊缝表面上的压痕更加深，而对应在渣壳内侧上的孔洞也越深越大。焊缝凝固后就形成了一个压痕或者凹坑。
   有一种观点认为，电弧空腔内熔池反应区生成的CO气体（[C]＋[O]=CO↑），和以原子状态溶入熔池金属中的H原子，进入液态金属和液态熔渣之间的界面上的气泡中，而原子态的H又聚合成为H2分子，导致气泡尺寸明显变大。这是对凹坑气泡生成长大原因的一种分析，与上述机理并不产生排斥。
   焊缝中凹坑的形成可以归纳为3个条件：①液态金属和液态熔渣界面上气泡的生核。②气泡内压力的变大。③气泡内气体及时排出或冲出熔渣。其中①和②是产生凹坑的内因和必要条件，③则是外因和充分条件，二者缺一不可。不难看出，只要控制好充分条件(气泡的排出速度)，或改善气泡排出速度，就有可能有效控制凹坑，或防止凹坑的产生。
   在下列情况下：液态熔渣的粘度大，熔渣的表面张力大，熔渣的透气性很差，上部焊剂层的压力（堆层厚度）大和透气性差时，气泡的排出速度受阻或未能及时排出，焊缝凹坑倾向严重；反之，凹坑倾向被控制或防止。氟碱型焊剂的物理特性在一些情况下并非有利于气泡的排出，因此焊缝具有较大的凹坑敏感性。
   烧结焊剂性能：一般特点：焊剂熔点较低，松装密度较大（一般1.0–1.8g/cm3），颗粒不规则，但强度较高。生产中耗电多，成本高，焊接时焊剂消耗量较小。高速焊接性能：焊道分布均匀，不容易产生气孔和夹渣。大工艺参数焊接性能：焊道凸凹明显，很容易粘渣。吸潮性能：很小，使用前可不必再烘干。抗锈性能：很敏感。韧性：受焊丝成分和焊剂碱度影响大。成分波动：焊接工艺参数变化时成分波动小、均匀。焊缝性能：焊缝金属成分变动较小，脱氧能力较差，不容易添加合金剂。