12.3.3 药芯焊丝电弧焊（FCW）

药芯焊丝电弧焊是双相不锈钢焊接的最新工业化进展之一。它的成功应用恰好表明了双相不锈钢技术的发展是多么地深远和迅速。FCW法使用与GMAW相同的设备，通过焊炬自动供给填充助焊剂的焊丝。焊丝中的粉末提供了部分焊缝金属的合金元素和焊渣，保护焊缝免受空气氧化和污染，通过焊炬提供补充保护气体对热影响区起到了保护作用。FCW是一种经济的焊接方法，因为其熔敷率高。它适用于不规则的位置和各种厚度材料的焊接。

设备

实施药芯焊丝电弧焊使用的设备与GMAW相同。

填充金属

由于采用助焊剂保护的焊接方法焊接的焊缝韧性略低，这可能是由焊缝金属中氧含量增加引起的，所以FCW的填充金属镍含量高以使焊缝金属中的奥氏体含量高于接近平衡的母材组织。因为助焊剂成分和FCW焊丝的生产是专有的，故不同供应商生产的FCW填充材料可能存在很大差别。采用FCW进行生产性焊接时，应采用焊接工艺评定时所使用的同一来源的焊丝以避免生产的不稳定。

保护

用FCW法进行平焊和立焊时最常用的保护气体分别为80％氩气－20％二氧化碳和100％二氧化碳。每种保护气体或焊接方法的气流速率均为20～25l/min（0.7～0.9cfm）。控制焊丝伸出长度很重要, 可抑制增碳，特别是采用100% CO2时。

技术和参数

对于直径为1.2mm（0.045英寸）的焊丝，平焊和立焊时典型的电流电压设定分别为150～200A、22～38V和60～110A、20～24V。此外，对于FCW焊接技术的建议与GMAW相同。

12.3.4 手工电弧焊（SMAW/焊条）

手工电弧焊，有时称为焊条或涂药焊条电弧焊，是在位置或保护相对困难的情况下焊接复杂形状构件的一种很通用的方法。虽然整体结构可以依靠SMAW工艺，特别是位置或保护相对困难的较小和较复杂形状的焊接,但是最常见的情形是SMAW与成本更具竞争力的焊接方法相互配合应用于大型结构的焊接。 

设备

SMAW所需设备为恒电流电源。SMAW采用直流反极性（DCRP），焊条为正极。 

填充金属

SMAW焊条由带药皮的熔化电极组成。药皮可含有或不含有额外的带入焊缝中的合金元素。药皮是一种复杂的混合专有产品，它能够稳定电弧，在电弧过渡期间保护金属，保护焊缝在凝固过程中和凝固后不与空气接触。由于药皮的专有特性，名称相似但来自不同供货商的产品可能差别很大。药皮的突出作用是改善焊缝韧性或物理外观，可为特定位置焊接如平焊、不规则位置、立焊专门设计药皮以获得最优性能。

SMAW焊条的药皮易吸水，水的存在将大大降低它们的性能。焊条使用前应保存在出厂密封箱内。一旦打开包装，就应当将焊条保存在加热到95℃或更高温度的炉子中，防止水分聚集导致焊缝气孔或开裂。由于药皮增加了焊缝的氧含量，从而降低了韧性，因此一般SMAW焊条中的奥氏体含量应接近于最大值，这样焊缝金属仍将具有双相组织的良好效果。焊缝韧性远低于母材，但通常远高于碳素钢和合金钢所要求的韧性值。SMAW焊接工艺评定有时会出现的一个错误 ，就是采用ASTM A 923试验但没有适当地调整验收标准。SMAW焊缝较低的韧性值并不表示存在金属间相，而是由于保护药皮中的氧。若按照对母材的要求来要求焊缝金属达到－40℃/℉时最低54J/40英尺·磅的冲击值，则将导致已使用多年并取得很好效果的这一通用焊接方法被判不合格。按照ASTM A 923规范，焊缝金属的冲击功最小值为34J/25英尺·磅，热影响区的冲击功最小值为54J/40英尺·磅。

2205歧管。© Arco Exploration and Production Technology

保护

对于SMAW来说，保护通常不是问题，因为这种焊接方法依赖于焊剂和焊条药皮产生的气体保护。

技术和参数

如表17所示，SMAW的焊接工艺参数基本上是焊条直径的函数。为了最大程度地发挥焊剂的保护作用，焊工应保持尽可能短的电弧。间隙太宽，称为“长弧”，可能会导致焊缝气孔，过度氧化，热输入过多并降低力学性能。焊缝根部焊道应使用小尺寸的焊条，填充焊道使用较大尺寸焊条。应始终在焊缝区内起弧。任何其他起弧点或飞溅物都应当通过精细打磨来去除。厚度小于2毫米（0.08英寸）的双相不锈钢不应当使用SMAW焊接。如果可能的话，工件应尽可能平放，但SMAW焊条几乎能够用于任何位置的焊接。焊条应与工件呈20°角（牵引角）。焊条夹具应前倾于焊接移动方向。应采用横摆量最小的直窄焊道熔敷焊缝金属。电流设定应仅高至足以使电弧稳定，焊缝和母材熔化良好。

表17. 用不同尺寸焊条焊接双相不锈钢时的典型焊条电弧焊（SMAW）参数（来源：Outokumpu）

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