焊接耐磨板堆焊藥芯焊絲熔池的特征
焊接耐磨板堆焊藥芯焊絲熱循環(huán)作用下的焊縫形成有幾個重要階段，首先是耐磨板堆焊藥芯焊絲局部和填充金屬熔化，然后是熔化金屬由液相到固相的凝固結(jié)晶，再就是連續(xù)冷卻的固態(tài)相變。熔焊方法形成的焊接熔池的凝固結(jié)晶過程是晶體生產(chǎn)晶核與晶核長大的過程。但焊接熔池結(jié)晶與一般的鋼錠結(jié)晶相比有如下特點(diǎn)。
1、熔池體積小，冷卻速度快
焊接熔池的尺寸形狀取決于焊接方法、耐磨板堆焊藥芯焊絲熱物理性質(zhì)和工藝參數(shù)，典型的熔池形狀是一個半橢球狀。一般焊接電流增大時，熔池的深度隨之增大，而熔寬相當(dāng)減小；焊接電弧電壓增大時，熔深減小而熔寬相對增大。焊接速度增大時，整個熔池體積減小，并變得呈細(xì)長狀。焊接熱輸入增大時，熔池長度也隨之增大。除了電渣焊外，一般焊接方法的熔池質(zhì)量不超過100g，體積是很小的；而且熔池周圍又被冷金屬包圍，因此熔池的冷卻速度快，平均冷卻速度約為4-100℃/s。
2、熔池溫度分布不均勻，液態(tài)金屬處于過熱狀態(tài)
熔池前部和中心處于過熱狀態(tài)，發(fā)生耐磨板堆焊藥芯焊絲金屬的熔化；熔池后部溫度較低，熔池底部接近耐磨板堆焊藥芯焊絲金屬的熔點(diǎn)。熔池的平均溫度一般超過耐磨板堆焊藥芯焊絲金屬熔點(diǎn)200-500℃。焊接熱輸入越大，熔池的平均溫度越高，熔池的過熱度越大。
3、熔池處于不斷運(yùn)動狀態(tài)，熔池存在時間短
焊接熔池中的液態(tài)金屬始終處于運(yùn)動狀態(tài)。由于熔池隨熱源作同步運(yùn)動，熔池前部熔化的同時，熔池后部也在凝固。即熔池各部位或整個熔池停留于液態(tài)的時間極短，熔池凝固速度是相當(dāng)快的。熔池維持在液態(tài)的時間一般只有幾秒到幾十秒。固液相界面的推進(jìn)成長速度比鑄件高10-100倍。
焊接過程中，熔池中存在著多種作用下，如電弧的機(jī)械力、氣流吹力、電磁力以及由于溫度分布不均勻造成的金屬密度差別和表面張力差別，所以熔池液態(tài)金屬處于不斷的攪拌和對流運(yùn)動狀態(tài)。熔池液態(tài)金屬流動總趨勢是從熔池的前部向尾部流動，電弧的機(jī)械力等過大時，還會在熔池的尾部形成局部的渦流現(xiàn)象。
4、熔池周圍散熱條件好
焊接熔池周圍的耐磨板堆焊藥芯焊絲金屬對于熔池金屬好似“模壁”，但熔池與其周圍耐磨板堆焊藥芯焊絲之間直接接觸，不像鑄件那樣存在氣隙。焊接熔池的質(zhì)量相對于周圍耐磨板堆焊藥芯焊絲金屬的質(zhì)量很小，耐磨板堆焊藥芯焊絲金屬對小體積熔池具有很大的“質(zhì)量效應(yīng)”，促進(jìn)了熱量的吸收。所以，焊接熔池界面的導(dǎo)熱條件十分有利。熔池邊界或凝固中的固-液界面的溫度梯度比鑄件高103-104倍。
