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藥芯焊絲氣體保護(hù)焊應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)條件下士全自動(dòng)的過(guò)程，在這一過(guò)程中，管狀焊絲作為電極持續(xù)地加入到焊接區(qū)域。熔融材料在管材的中心處。管材的外部引導(dǎo)電流形成電弧然后熔化形成填充金屬。近來(lái)的研究表明：藥芯焊絲氣體保護(hù)焊較普通的焊接技術(shù)有很多的優(yōu)勢(shì)：可以使用實(shí)芯焊絲例如手工電弧焊和熔化極氣體保護(hù)焊。為了研究焊接過(guò)程中變量對(duì)于焊縫幾何形狀和焊縫質(zhì)量的影響，研究人員采用了不同的技術(shù)來(lái)進(jìn)行。提供了在機(jī)器人焊接過(guò)程中使用模糊還原方式在熔滴成形的可能性。用最優(yōu)的藥芯焊絲氣體保護(hù)焊焊接參數(shù)來(lái)使在低合金高強(qiáng)鋼中的焊接滲透達(dá)到最大。利用最優(yōu)的過(guò)程參數(shù)來(lái)獲得理想的焊縫成形以及通過(guò)藥芯焊絲氣體保護(hù)焊過(guò)程來(lái)進(jìn)行不銹鋼的電鍍稀釋。同藥芯焊絲氣體保護(hù)焊的熱輸入對(duì)于韌性的影響通過(guò)EH鋼來(lái)進(jìn)行。Balasubramanian和Guha研究了焊接尺寸對(duì)于藥芯焊絲氣體保護(hù)焊十字形焊縫疲勞極限的影響。未焊透缺陷是通過(guò)拉伸能量密度因素來(lái)定義的。然而，有確切的關(guān)于使用藥芯焊絲氣體保護(hù)焊方法獲得的焊接試驗(yàn)拉伸性能和低碳鋼接頭的焊縫寬度的數(shù)據(jù)，這在一些著作中是可以查到的。目前研究的目的是調(diào)查在使用自動(dòng)化藥芯焊絲氣體保護(hù)焊焊接時(shí)低碳鋼接頭的過(guò)程參數(shù)，焊縫成形以及拉伸性能之間的關(guān)系。 材料及方法 由于工業(yè)上高的利用率，焊接材料是含碳量0.17%和含Mn1.21%的低碳鋼。為了測(cè)試焊接參數(shù)對(duì)于焊縫寬度的影響，金屬樣本采用尺寸為75*60*10mm作為基本的金屬材料從而提供單一的焊縫外形。 同樣，該實(shí)驗(yàn)中的拉伸測(cè)試的樣本采用25mm板厚并且切割成多塊金屬板，然后在每一塊板上開(kāi)角度為60度的單V形坡口。焊縫根部面為1mm厚同時(shí)根部開(kāi)口為25mm。高純的CO2氣體被用作保護(hù)氣體用來(lái)保護(hù)熔池。另外，作為填充金屬的藥芯焊絲的直徑為1.6mm（AWS的分類(lèi)為E70T5），用在焊接參數(shù)范圍從焊接電流0-550A，焊接電壓范圍為0-45V的FCAW焊機(jī)上。為了減小焊接扭曲變形，在焊接開(kāi)始之前實(shí)驗(yàn)測(cè)試用的金屬板被固定在夾具上。在這次實(shí)驗(yàn)中選中的變量為焊接電流（240,280,320A），電弧電壓（26,30,34V），然后焊接的速度為（40,50,60cm/min）。同時(shí)，其他的過(guò)程參數(shù)，例如焊絲熔敷速率，電弧距離，焊槍角度分別地被設(shè)置為8m/min,2.5mm和15度。 焊接完之后，不同焊接條件下的焊件的寬度的獲得是經(jīng)過(guò)嚴(yán)格測(cè)量的，其目的就是為了精確評(píng)估焊接過(guò)程參數(shù)對(duì)于焊縫成形的影響。同時(shí)，從焊件中準(zhǔn)備的直徑分別為12.5mm和62.5mm的圓柱體拉伸樣品的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度尺寸與ASTM E8M-05的規(guī)定相一致。拉伸試驗(yàn)是在一個(gè)能力極限為20KN的DARTEC測(cè)試機(jī)器上進(jìn)行的。所使用的樣品是從Oghabafshan Co中準(zhǔn)備的，并且這些測(cè)試在2009在伊朗的伊朗大學(xué)進(jìn)行的。 結(jié)果和討論 所有試驗(yàn)中所選用的不同的電弧電壓，焊接電流，焊接速度的組合以及焊縫寬度，UTS和焊縫的屈服強(qiáng)度都被嚴(yán)格測(cè)量。 過(guò)程參數(shù)對(duì)于焊縫寬度的影響：焊接電流，焊接電壓以及焊接速度對(duì)于焊縫寬度的影響可以從圖1-3中看出。并且試驗(yàn)的結(jié)果被制成了表格，其結(jié)果如圖1a-c中的表1所示。當(dāng)電弧電壓被設(shè)定在28V，焊接速度被設(shè)定在55cm/min時(shí)。焊接電流分別為240，280和320A時(shí)的焊縫寬度的變化可以從圖1和表1中看出。當(dāng)焊接電流從240A升為320A時(shí)，焊縫寬度從15mm到8mm有一個(gè)顯著的下降，這個(gè)觀察到的現(xiàn)象與Kannan和Murugan在2006年的著作中所描述的現(xiàn)象正好相反。在圖2a-c中，當(dāng)焊接電流和焊接速度分別被設(shè)定為300A和55cm/min時(shí)，隨著焊接電壓從34V變到26V，可以觀察到焊縫寬度從最大的17mm到了最小的9mm。所以，隨著電弧電壓從26V升到34V，可以很明顯地觀察到焊縫寬度的增長(zhǎng)。在圖3a-c中，焊接電流和電弧電壓分別被設(shè)定為300A和28V時(shí)，當(dāng)焊接速度為40cm/min時(shí)焊縫的最大寬度為15mm；當(dāng)焊接速度為50cm/min時(shí)，焊縫的最小寬度為7mm。由此可以得出，隨著焊接速度的增加焊縫寬度是不斷減小的，這點(diǎn)可以很方便地從Kannan和Murugan在2006年的著作中得出。本次試驗(yàn)得出的確切數(shù)據(jù)為50mm/min，并且在再一次超過(guò)這個(gè)點(diǎn)之后，焊縫寬度開(kāi)始增加。試驗(yàn)結(jié)果清晰地顯示出在圖12,2a和3b中有不完整的焊縫寬度。這些樣本中的焊縫寬度尺寸比其他的樣本的要小。因而當(dāng)焊接條件與圖1c,2a和3b相似時(shí)，卻不能得到好的焊縫成形。圖1b,2b和3c看起來(lái)就是最適宜的外形結(jié)構(gòu)。焊縫寬度尺寸在這些樣本中是良好完整的。超出范圍的是不必要的情形，其造成的結(jié)果就是材料的浪費(fèi)，成本的提高以及生產(chǎn)重量的增加。這些都是不理想的情況，所以有必要阻止超出范圍的情況。 過(guò)程參數(shù)對(duì)于焊縫拉伸力學(xué)性能的影響：焊接電流，電弧電壓，以及焊接速度對(duì)于UTS和屈服極限的影響可以從圖4-5中看出來(lái)。如圖中所示：當(dāng)焊接電流從240A升到320A時(shí)或者隨著電弧電壓從26V加到34V時(shí)，在焊件的屈服強(qiáng)度上有一個(gè)顯著的下降。根據(jù)圖6所示，隨著焊接速度從40mm/min提升到60mm/min焊縫的屈服強(qiáng)度有一個(gè)顯著的提高。焊件拉伸力學(xué)性能和屈服強(qiáng)度的提升可能與焊接區(qū)域的圍觀組織變形有關(guān)。根據(jù)公式1，藥芯焊絲氣體保護(hù)焊的焊接參數(shù)的變化與焊接熱量的輸入的關(guān)系為： H=60EI/1000S 其中：H=熱輸入（KJ/mm） E=電弧電壓（V） I=焊接電流（A） S=焊接速度（mm/min） 改變焊接熱輸入會(huì)影響到焊件的機(jī)械性能和冶金組織。焊接熱輸入影響焊縫熔池形成速率。等式2顯示了預(yù)熱溫度，熱輸入和熔池形成速率的關(guān)系（Funderburk,1999）。這兩個(gè)變量（焊接熱輸入和預(yù)熱溫度）與其他的參數(shù)：材料厚度，特性溫度，密度以及導(dǎo)熱性能，影響熔池形成速率的關(guān)系為： R正比于1/(T0H) 其中：R=熔池形成速率（C/Sec） T=預(yù)熱溫度（C） H=熱輸入（KJ/mm） 熔池形成速率是決定焊接金屬最終微觀組織和機(jī)械性能的基本因素。一旦熱輸入增加，對(duì)于某一給定的焊接金屬來(lái)說(shuō)熔池形成速率就會(huì)下降（Funderburk,1999）。大部分的馬氏體組織和雙生相組織會(huì)減少，焊接區(qū)域微觀組織的晶粒粗化現(xiàn)象會(huì)增加。焊接過(guò)程中的熱輸入與拉伸力學(xué)性能的關(guān)系可從Funderburk在1999年的著作中得到。該實(shí)驗(yàn)在焊接參數(shù)為20A,28V和55cm/min，氣壓為520.2和357MPa的條件下獲得的最大的屈服強(qiáng)度數(shù)據(jù)。 結(jié)論 本試驗(yàn)采用藥芯焊絲氣體保護(hù)焊，焊接材料為低碳鋼，根據(jù)所獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果： 1、 在藥芯焊絲氣體保護(hù)焊中電弧電壓或者焊接電流的增加會(huì)導(dǎo)致焊件的屈服強(qiáng)度的顯著下降，但是焊接速度對(duì)于拉伸力學(xué)性能的影響與其他的過(guò)程參數(shù)對(duì)于焊件的拉伸力學(xué)性能的影響正好相反。當(dāng)焊接速度增加時(shí)，屈服強(qiáng)度也隨之增加。 2、 焊縫寬度隨著焊接電流在240到320A間變化，從15mm下降到8mm。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明最佳的焊接電流為280A。 3、 焊縫寬度隨著電弧電壓在26到34V間變化，從9mm增加到17mm。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明最佳的電弧電壓為30V。 4、 焊縫寬度在焊接速度增加到50cm/min這一過(guò)程時(shí)會(huì)下降，并且在到達(dá)這一點(diǎn)之后焊縫寬度會(huì)開(kāi)始變大。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明最大的焊縫寬度為焊接速度取40cm/min時(shí)的15mm。 7