药芯焊丝是近几年来发展最快、最有吸引力的新型焊接材料。本论文在研究了现有渣系的基础上,结合我国国情,对已有的渣系进行了改进,研制了一种高碱度、低氢型、500Mpa级、CaF₂—Al₂O₃—CaO系自保护药芯焊丝,焊丝的焊接工艺性能和熔敷金属的力学性能优良,在自保护药芯焊丝的研究方面做了开创性的工作。在此基础上,文章围绕着自保护药芯焊丝的焊接工艺性能和熔敷金属的力学性能中的关键技术问题进行了系统的研究和探讨。 脱渣性是自保护药芯焊丝研制过程中的重点和难点。文章利用混料回归设计试验方案,从熔渣物理性质、化学性质、微观形貌等方面对碱性自保护药芯焊丝的脱渣性进行了系统的研究和探讨。利用线胀系数的估算公式,发现在熔渣的线胀系数与自保护药芯焊丝的脱渣率之间存在着良好的对应关系。 飞溅大小是衡量自保护药芯焊丝焊接工艺性能的重要指标之一。通过大量的研究认为:自保护药芯焊丝飞溅形成大体有三类:大颗粒飞溅、小颗粒飞溅和熔池引起的飞溅。通过药芯组成成份的调整可以减少飞溅,表面活性剂的效果尤为显著。 气孔问题是自保护药芯焊丝的常见问题,通过改变自保护药芯焊丝的配方来调整熔渣的高温物化性质,如粘度、表面张力、氧化性等是解决气孔问题的主要方法。焊接工艺参数尤其是电压和干伸长度对气孔的影响也较大。 熔敷金属的力学性能是自保护药芯焊丝研制过程中的重要方面,其中韧性是核心问题。文章在高铝合金系中采用控制C、Al、Si含量,添加B、稀土Re微量元素的韧化方法。对铝在高铝合金系中的作用进行了详细的分析和探讨,提出了Al—B系的韧化机理。取得了满意的结果,自保护药芯焊丝熔敷金属0℃冲击吸收功达到了97J。 另外文章就高温烘焙、预熔和Sol—gel三种药粉预处理方法对自保护药芯焊丝质量的影响进行了有益的探讨。