1 實驗目的
研究不同表面處理方法及涂層成分對焊絲的熔滴過渡形式、焊縫成形、力學性能等性能的影響。
2 實驗內容
（1）對預先拉拔至要求規格的焊絲進行高壓水清洗，緊接著進行壓縮空氣風干處理，然后進行表面涂敷處理。
（2）在相同的焊接規范下及焊接條件下，分別對自制無鍍銅焊絲、對比焊絲進行施焊，用高速攝影儀拍攝熔滴的過渡形式；用焊接質量分析儀記錄焊接過程中的焊接參數。
（3）在相同的焊接規范下及焊接條件下，在相同的試板上施焊，然后將試板加工成規格相同的試樣，并對其進行拉伸、沖擊試驗和端口形貌、焊縫組織分析。
3 實驗設備
3.1 焊接設備
本實驗中所使用的焊接電源為福尼斯的TransPuls Synergic 5000數字化焊接電源，該型號焊接電源可以在焊接過程中根據預定電壓自調節得到所期待的焊接規范。保護氣體采用Ar（80%）+CO2（20%）混合氣體。
3.2 高速攝影儀
高速攝像系統具有由以下部分組成：（1）焊接電源以及配套的送絲系統；（2）光路系統：氙燈、凸透鏡、光圈，濾光片等；（3）攝像及信號采集系統：數字信號采集卡、CCD傳感攝像機、PC處理器；（4）自動行走系統：速度可調的運動小車及其控制系統。
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3.3 質量分析儀
實驗采用德國漢諾威大學“材料連接焊接工藝研究中心”發明的漢諾威焊接質量分析儀(AH弧焊分析儀)對焊接過程中的電參數進行采集，此設備是一個快速獲取數據與數據處理系統。
3.4 自制焊絲清洗與表面處理生產線
預先拉拔到所要求規格的焊絲經過放線機放線，然后經過高壓水清洗設備，清洗掉焊絲表面殘留的拉絲粉、拉絲油等污物。清洗后的焊絲經過壓縮氣體風干裝置將焊絲表面的水分吹干，然后經過表面處理裝置對焊絲表面進行表面處理，再經過壓縮氣體風干設備，調節氣體壓力保證焊絲表面涂層材料的厚度，不至于在壓力大時將涂層材料全部吹掉，也不會在壓力小的情況下而沒有明顯作用。經過管式加熱爐對焊絲進行在線烘干，最后通過收線機對焊絲進行在線纏繞。
4 試驗材料
（1）自制焊絲
工廠采用優質焊接盤條原材料，實驗隨機抽選直徑為ø1.2mmGHS-70無鍍銅焊絲。
（2）對比焊絲
伊薩（ESAB）OK Aristorod 69無鍍銅高強鋼實心焊絲，直徑ø1.2mm。
（3）試板及焊接工藝
焊接試板采用低碳鋼Q235，規格300mm×150mm×20mm。記錄焊接過程電參數和拍攝熔滴過渡形式時均采用平面堆焊方式。測力學性能采用兩塊試板對焊方式，試板單邊坡口角度為22.5º。采用相應的焊絲在坡口墊板上堆焊兩層，堆焊厚度大于3mm，以盡量減少母材金屬對焊縫組織及性能的影響。裝配間隙為16~18mm。裝配時需預留反變形角，以保證焊接后試板的平整性。根據GB/T8110-2008知坡口加工要求與工藝要求，如圖1所示。
圖1 試板加工要求
表1 焊接規范參數
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焊接電流/A
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焊接電壓/V
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送絲速度
v2（cm*min-1）
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送絲速度
v1（cm*min-1）
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氣體流量
Q/（L*min-1）
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干伸長度L/mm
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電源極性
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220~260
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24~30
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30
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35
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20x
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20
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直流反接
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力學性能試板焊接工藝參數均采用實際生產中使用的規范參數，如表1所示。焊接電流區間為220~260A，設定值為240A；焊接電壓區間為24~30V，設定值為26V；保護氣體采用Ar(80%)+CO2(20%)混合氣體，氣體流量設定為20L/min；焊接速度為25~35cm/min。第一層打底焊接時采用35cm/min，其余各層采用30cm/min。焊接過程中需嚴格控制的層間溫度和焊接線能量，進而減小焊接過程中的內應力及焊后殘余應力，避免淬硬組織的產生。除打底層外其余各層的層間溫度控制在150~200℃之間，打底層不需要預熱。
