中华不锈钢网讯息出炉：不锈钢焊条熔滴过渡及其影响因素研究孙咸白英彬刘明亮赵洪涛（太原理工大学太原0300 24）（山西介休经天空间结构公司）熔滴过渡特性及其影响因素。结果表明，熔滴过渡指数为优化值时，焊条熔滴呈渣壁过渡形态，焊条的综合工艺性最佳药皮中的SiO细化熔滴作用最强增大药皮厚度和焊接电流均使熔滴细化，但受焊条工艺性制约熔滴反应区的渗Si反应亦有利于细化熔滴，但受焊缝最高含Si量的限制焊接熔渣的碱度、组成物及含量对熔滴过渡特性亦有一定的影响提出了焊条熔滴本质质量比和焊条允许增Si量概念。
孙咸0序言近年来，国际名牌不锈钢焊条相继进入我国焊材市场，并在工程应用中受到好评与肯定。相比之下，国产不锈钢焊条的工艺质量仍未达到国际名牌焊条水平，还有一些关键技术尚未解决。不锈钢焊条工艺质量的改进，须借助于焊接电弧物理及熔滴过渡理论。然而，这些理论尚在发展[ 1 ，2]，迄今为止仍有许多现象未被认识。因此，继续开展不锈钢焊条熔滴过渡及其影响因素研究，对开发新一代具有国际先进水平的不锈钢焊条，具有重要意义。
1试验材料及方法试验用焊条为4 mm的6种国内外典型酸性不锈钢焊条，以及自制的同类型不锈钢焊条。它们的熔敷金属化学成分和力学性能符合GB/T983 1995中E308 16（或E308L 16）型焊条指标。焊条经300℃×1 h复烘后使用。采用水槽收集熔滴（图1）。
用熔滴质量比R（m）表示熔滴尺寸大小。熔滴筛网孔径为2 .5mm时， m为直径大于2 .5mm的熔滴质量， m为直径小于2 .5mm的熔滴质量。焊条的工艺性评定采用对比法。平板堆焊试板为18交流电源，空载电压75 V.熔滴的过渡形态和电弧形态采用高速摄影机，以1 000幅/s速度拍摄焊条熔滴过渡过程来分析。
2试验结果及分析2 .1典型不锈钢焊条熔滴过渡特性对照表1、表2可以看出，焊条的工艺性与熔滴过渡特性之间存在密切的关系：焊条的熔滴细、过渡频率高、平均质量小时，它的套筒深，熔滴呈渣壁过渡形态，电弧形态为连续、敞开、非活动型，焊条的综合工艺性最好（A、B、C焊条属此类）。反之，焊条的熔滴较粗、过渡频率较低、平均质量较大时，它的套筒浅，熔滴呈混合过渡形态，电弧的形态也变差，焊条的综合工艺性较差（D焊条属此类）。不难看出，熔滴过渡指数为优化值时，焊条熔滴呈渣壁过渡形态，焊条的综合工艺性最佳。
2 .2药皮组成物的影响组成物含量增加时，焊条熔滴尺寸及工艺性的变化）。可以看出，药皮组成物单组元变化时，有5种组成物能使熔滴细化，然而细化作用的强烈程度不尽相同。
焊接学报药皮中的长石对熔滴的细化作用最强烈。这是由于长石中的SiO和K O使熔滴表面张力减小，促使熔滴细化。云母对熔滴的细化作用比长石稍差。这是由于云母中SiO含量比长石中稍低，熔滴的表面张力减小程度稍差所致。金红石对熔滴的细化有一定作用，但不太强烈。这是由于金红石中含有大量的TiO虽然能使熔渣的表面张力γ下降，但TiO十分稳定，在熔滴反应区不使熔滴增氧，不能降低熔滴的界面张力γDS，最终使熔滴的表面张力γ减小甚微。锆英石中的SiO含量比长石少，因此它的细化熔滴作用没有长石强烈。
作为稳弧剂，有利熔滴表面张力减小，但高温分解的CO对熔滴亦有一定的粗化作用，同时在药皮中加入量不能过多，因此它的细化作用可能比长石差些。
焊接学报药皮组成物多组元变化时，组成物间的交互作用较为复杂，最终通过焊接冶金反应对熔滴过渡特性产生影响。从图2可看出，每组药皮组成物比值增加时，熔滴质量比曲线呈上升趋势，熔滴变粗，但3条曲线上升变化程度有所不同。值得注意的是，萤石/金红石曲线位于萤石/长石曲线上方，表明在同样比值下，前者的熔滴比后者粗，这正好印证了金红石对熔滴的细化作用比长石弱。
比值对熔滴尺寸的影响综上可以看出，促使熔滴细化的有效组成物是2.然而，药皮中太多的SiO含量将使焊条工艺质量恶化，如气孔倾向增大，焊缝增Si严重等。
2 .3药皮厚度的影响寸和套筒深度的变化图。可以看出，随药皮外径的增大，熔滴质量比曲线下降，熔滴明显细化随着熔滴的细化，药皮套筒变深。分析认为，药皮厚度增大时，药皮重量系数亦增大，参与焊接冶金反应的药皮分量增多，药皮的氧化性增强，熔滴增氧加剧，表面张力γ减小，因此熔滴被细化。另一方面，细熔滴过渡时，电弧对焊芯和药皮直接加热，电弧热利用率较高，焊芯的熔化速度较快，熔滴对药皮的加热作用较小（比粗熔滴小），因而随熔滴的细化，药皮套筒变深。
中华不锈钢网讯息出炉：尽管通过增加药皮厚度可以使熔滴细化，然而实际应用时，药皮厚度不能太厚。因为药皮太厚时，套筒很深，交流稳弧性要变差而且焊接时形成熔渣量较多，全位置焊接较困难。试验表明，对4 mm的焊条，合适的药皮外径为6 .6～2 .4焊接电流的影响综合分析图4～图6 ，不难看出，焊接电流对熔滴过渡指数有明显的影响：随焊接电流的增大，每种焊条的熔滴质量比R减小（熔滴被细化），过渡频率f增高，平均质量m减小。另一方面，药皮组成物不同的3种焊条，在焊接电流变化时，熔滴过渡指数的变化亦有一定的差异：小电流时（如 A），药皮中细化熔滴组元作用强的B焊条，它的熔滴质量比R较小（图4），过渡频率f较高（图5），平均质量m 1期不锈钢焊条熔滴过渡及其影响因素研究较小（图6）。大电流时（如190 A），B焊条的熔滴质量比R和熔滴平均质量m值均为最小，但是它的熔滴过渡频率f值却不为最高。这种非正常现象可能与大电流时同时有2～3个熔滴过渡有关。尽管如此，在所试的3种焊条中，焊接电流变化时， B焊条熔滴过渡指数的综合评价仍为最佳。
既然小电流时的熔滴尺寸能较好反应药皮组成物对熔滴的细化作用（图4），因此把某一临界电流（在此电流下，不同焊条的R值差距较大）称作焊条熔滴质量比转变电流，而把临界电流下的熔滴质量比，称为该焊条的本质质量比。本质质量比小的焊条，工艺性通常较好。焊条熔滴的本质质量比概念对评定焊条的过渡特性，预测或评定焊条工艺性具有一定的实用价值。
生产中实际使用的电流一般较大，如4 mm焊条一般用160 A或更大。此时，电弧热对熔滴的细化作用变强，药皮组成物中使熔滴细化组元的作用变弱，熔滴尺寸主要受电弧热控制。增大焊接电流固然能使熔滴明显细化，但伴随着焊条工艺性恶化，如飞溅增大，药皮温升开裂严重等，因此综合考虑，焊接电流不宜过大。
2 .5焊接冶金反应的影响学成分实测结果。可以看出，与焊芯成分相比，熔滴成分中Mn和Cr含量减少了，而Si的含量增加了。
这是由于焊条药皮中含有较多SiΟ在熔滴反应区发生了下列反应。
同时试验用焊条药皮中含有较多的TiO 2，它对熔滴反应区渗Si反应也有促进作用熔滴阶段剧烈的渗Si反应对熔滴过渡特性的影响，与熔滴的增Si量有关。熔滴增Si量较高时含量高，使熔滴的表面张力γ减小，熔滴易被细化，有利形成渣壁过渡熔滴增Si量较低时（表4），如D焊条的含量低，熔滴的γ较大，熔滴较粗，难于形成渣壁过渡。比较表1、表2和表4可看出，测试结果与理论分析有较好的一致性。
为了细化熔滴，较为有效的措施是增加药皮中含量。然而，这将导致焊缝增Si加剧。焊缝中型焊条熔敷金属中Si含量的最高限为0 .90 .本文将焊芯中的含Si量与熔敷金属中允许的最大含Si量之差Si称为焊条的允许增Si量。该值越大，药皮中SiO的允许加入量越高，熔滴细， f高， m小，容易实现渣壁过渡，有利综合工艺性改善。增大焊条允许增Si量数值的途径，是尽量降低焊芯中的含Si量，这取决于钢厂的冶炼水平。国外同类焊条焊芯中的含Si量通常为0 .2左右，而国产焊芯的含Si量为0 .4～0 .6.后者存在焊缝增Si超标倾向，致使国产焊条工艺性改善受到一定限制。焊条允许增Si量概念，对焊条配方设计具有实用价值和指导意义。
试验与研究陈洪琪（1969 ），男，天津人，助理工程师，主要从事轧管工艺研究工作。
0前言目前在国内现有的装备水平下，大直径无缝不锈钢管只能在周期式轧管机及热扩管机上生产。天津钢管公司与太原钢铁公司合作开发用材质为坯，在Υ250mm狄塞尔穿孔机上穿轧成Υ340mm×27mm的毛管的工艺获得成功，本文主要介绍穿孔过程及注意事项。
1工艺流程及穿孔过程1.1工艺流程钢锭※锻坯※剥皮※（钻孔）※加热※（定心）※穿孔。
1.2加热制度由于不锈钢具有低导热率的特性，试轧均采用中径48m的环形加热炉。加热制度中特别注意在850℃以下的缓慢加热，这样就可以保证管坯温度均匀，即经历了预热、加热过程后的均热过程温度应保持在1 250℃，并以此温度作为出炉温度，开轧温度为1 100℃，整个加热过程约1.3穿孔过程因1Cr18Ni9Ti钢具有较高的变形抗力，对于穿孔机设备来说是一个考验，首先应该保证设备的完好。又因加热温度较高，奥氏体钢中的α相含量升高会导致高温塑性降低，所以为保证轧制顺利，穿孔机的有关参数做了相应的变化，具体如下：名称参数电机功率轧辊直径导盘直径顶头直径轧辊转速轧辊转速升速比顶头前伸量辊距导盘距生产过程中，管坯咬入极为顺利，轧制稳定，其中轧制力控制在3.80～4.16M N ，电流稳定在大直径不锈钢管坯的穿孔试验陈洪琪，李群（天津钢管公司，天津300301）分析。
试验与研究时间最长13s.由于是7支顶杆循环使用，每穿一支毛管，顶杆/顶头从毛管内抽出后在线外用回转式装置进行冷却，既保证了顶杆的直度和刚性，又使顶头得到充分冷却，提高了顶头的使用寿命。试验前曾普遍担心的顶头会堆化在毛管内的情况并未出现，穿孔后顶头表面光滑。整个试验过程共穿轧12支管坯：第一次试轧了1支，采取在线热定心的方法，穿孔抛钢时，毛管尾部出了一个较大（300mm×180mm）的耳子卡在机架里第二次试轧了11支，为保证穿孔顺利咬入及抛钢正常，加热前在管坯前后端面上各钻了1个直径60mm ，深80mm的圆孔，穿孔咬入及抛钢均正常，毛管再没有出现耳子。
1.4毛管几何尺寸观察穿孔后冷却的毛管，外表面较光滑，内表面无折叠及其他缺陷，符合试验要求。其几何尺寸支样）。
毛管的外径、壁厚控制得较好，尺寸偏差头部比尾部小。壁厚偏差，头部为±3.7，尾部为2 ～8 .头部外径椭圆度为1.011 ，尾部外径椭圆度为1.121，都能满足试验要求。
3结语用Υ250mm狄塞尔穿孔机穿轧不锈钢毛管，不仅提供了一条生产大直径不锈钢无缝管的新途径，而且为今后扩大品种，增加经济效益进行了一次有效的技术尝试。中华不锈钢网讯息出炉
