在连铸辊修复的关键环节——堆焊过程中,飞溅过大如同一场“金属暴雨”,不仅浪费宝贵的焊材、显著降低生产效率,更可能破坏堆焊层表面质量、形成潜在缺陷,甚至威胁操作人员安全。深入理解其成因并采取有效对策,是保障修复质量与经济效益的关键。
一、 飞溅成因:多因素交织
1、焊材因素:
焊丝/焊剂匹配不佳: 焊材自身成分或涂层设计若与工艺或基体材料不协调,可能导致电弧不稳、熔滴过渡不畅,显著增大飞溅。
焊材受潮: 吸潮的焊丝或焊剂在电弧高温下急剧汽化,如同在熔池内部引发“小型爆炸”,瞬间产生大量飞溅。
2、工艺参数失当:
电流电压不协调: 电流过大而电压过低,电弧被强力压缩“推”向熔池,熔滴过渡形态紊乱;反之,电压过高则电弧拉长飘忽,熔滴易提前脱离飞散。
焊接速度过快: 熔池未能充分铺展即被快速移开,电弧作用区域集中,熔融金属易被强力气流吹离。
保护气体问题: 气体流量不足、管路泄漏或喷嘴堵塞,导致保护失效,空气侵入引发熔池激烈反应;气体流量过大则形成干扰气流,吹散熔滴。
3、设备与环境因素:
接地不良: 焊接回路电阻增大,引弧困难且电弧稳定性骤降,飞溅随之增加。
送丝不畅: 送丝机构磨损、导管弯曲或焊丝盘转动阻力大,造成送丝速度时快时慢,电弧长度波动剧烈,飞溅必然增多。
环境气流干扰: 作业区强风或通风过强,扰乱保护气流,影响电弧稳定和熔池形态。
二、 解决之道:系统性优化
1、严控焊材选择与状态:
精准匹配: 依据连铸辊材质、磨损情况及堆焊层性能要求,选用经实践验证匹配度高的专用焊丝焊剂。
严格干燥: 遵循制造商规范,对焊材(尤其耐磨焊丝、焊剂)进行充分烘干,并采用密封保温筒随用随取,杜绝受潮隐患。
2、精细优化工艺参数:
寻求“黄金平衡点”: 在设备允许范围内,通过工艺试验细致调整电流与电压组合,找到电弧最稳定、熔滴过渡最平顺(通常为细颗粒过渡)的参数窗口。采用脉冲焊接技术可有效改善熔滴过渡控制。
匹配焊接速度: 确保速度与热输入协调,使熔池保持合理形态,避免因“追赶”速度而牺牲稳定性。采用多层多道焊时,控制好层间温度。
保障气体“纯净罩”: 选用合适纯度保护气(如高纯Ar或Ar+少量CO₂混合气),定期检查气路密封性、清洁喷嘴,根据工况(尤其户外或有风环境)调整至足够且稳定的流量(必要时加装挡风设施)。混合气比例需精准控制。
3、确保设备可靠与环境稳定:
强化接地: 打磨连铸辊表面接触点至光亮,使用专用接地钳并确保连接牢固可靠,最大限度减小回路电阻。
保障送丝顺滑: 定期维护保养送丝机构,更换磨损部件(如导电嘴、送丝轮),理顺焊丝导管,确保焊丝输送均匀流畅。
营造稳定环境: 尽可能在室内或搭建防风棚进行堆焊作业,避免强风直吹焊接区域,减弱环境气流干扰。
4、提升操作规范性:
控制焊丝伸出长度: 保持焊丝干伸长度稳定在推荐范围内,过长或过短均影响电弧行为及熔滴过渡。
优化焊枪角度与运条: 采用合适的焊枪角度(如前倾角),配合平稳的运条手法,有助于熔池稳定和气体保护效果。
层间清理: 彻底清除焊道间的飞溅物、熔渣,确保后续焊道堆叠质量,避免夹渣等缺陷。
三、结语
连铸辊堆焊飞溅难题并非无解困局,其本质是材料、工艺、设备、环境及操作等多变量综合作用的结果。通过精准选材、科学管理焊材状态、精细调校工艺参数、保障设备可靠运行、营造稳定作业环境并规范操作手法,可构筑起系统性的飞溅控制体系。有效抑制飞溅,意味着更高的材料利用率、更优的堆焊层质量、更安全的生产环境及更低的综合成本,为连铸辊的高效、高质修复与延长服役周期奠定坚实基础。持续优化这一过程,是提升连铸生产效益的重要环节。
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