一般情況下，所研制的焊條藥皮熔化后，熔渣的凝固溫度要略低于堆生產(chǎn)與應(yīng)用無礦石粉堆焊焊條的工藝性能熔渣的熔點過高或過低都不利于焊縫表面的成形。焊后脫渣難也是鎳鉻硼硅合金堆焊電焊條研制中的一個困難問題：鎳鉻硼硅合金堆焊焊條中一般都含有較多的硼等元素，其中硼在鎳鉻硼硅合金中的作用較大，硼能在合金中形成固溶體和硼化物等硬質(zhì)化合物，起到了彌散強化的作用，能顯著提高合金的硬度和耐磨性，適量的硼對于提高合金壽命、降低蠕變速率、改善合金持久性和缺口敏感性都有較大的益處。由于硼與氧的親和力大，焊接過程中硼向焊縫過渡的量很小，因而在藥皮中加入少量硼時，焊縫金屬中僅含微量硼，不能發(fā)揮硼的有利作用；而在藥皮中加入較多硼時，大部分硼由于被氧化而形成硼的氧化物，其氧化物與堆焊層金屬表面的其他二價氧化物形成“尖晶石”型的化合物，使焊后脫渣變得困難。
當(dāng)熔渣中硼化物量較多時，熔渣的脆性變差，焊后敲渣時，熔渣不呈塊狀而呈粉末狀，致使焊后脫渣性能變得極差。
世紀(jì)年代初，張清輝教授在氣體保護焊和藥芯焊絲氣渣聯(lián)合保護焊的基礎(chǔ)上，首次提出并研制了無礦石粉堆焊焊條，并申請了相關(guān)專利。無礦石粉焊條，即無渣焊條較好地解決了鎳鉻硼硅合金制成電焊條這一難題。該焊條的藥皮配方中沒有加入大理石、鈦白粉、金紅石、云母和鈦鐵礦等起穩(wěn)弧、造渣和造氣等作用的礦物質(zhì)，藥皮的成分幾乎都是鐵合金粉末，因而焊后的焊縫幾乎沒有熔渣，而且只要成分設(shè)計合理，焊縫金屬的質(zhì)量和性能都較好；且由于焊后焊道上幾乎無渣，因而不存在類似于一般，有渣電焊條出現(xiàn)的焊后脫渣、清渣困難等問題。同時，無礦石粉焊條的藥皮幾乎都是由鐵合金粉末組成，藥皮中沒有礦石粉所占的體積百分比，焊后沒有合金元素過渡到熔渣中的損失，因此，在比常規(guī)，有渣堆焊焊條藥皮薄得多，即小直徑的堆焊焊條的情況下，無礦石粉堆焊焊條的熔敷系數(shù)比常規(guī)堆焊焊條大，這在一定程度上解決了鎳鉻硼硅合金制成常規(guī)堆焊焊條時，需采用較大的焊接電流，而導(dǎo)致堆焊焊條的尾部發(fā)紅、開裂等問題。
無礦石粉堆焊焊條的工藝性能"穩(wěn)弧性和再引弧性焊條的穩(wěn)弧性可由電弧引燃難易和引燃后電弧的狀態(tài)來評定。一般情況下，在電弧中加入電離電位低的物質(zhì)可降低電弧電壓，并穩(wěn)定電弧，因而常規(guī)焊條設(shè)計時為了提高焊條的引弧性、穩(wěn)弧性和再引弧性，通常在藥皮中加入一些諸如碳酸鉀、碳酸鎂、金紅石和純堿等易電離的堿及堿土金屬化合物和金屬礦物，作為引弧劑和穩(wěn)弧劑；除此之外，常規(guī)堆焊焊條的藥皮中還加入大量用于造氣和造渣的礦石粉，這些礦石粉在對焊條穩(wěn)弧和再引弧、焊縫成形和保護有益合金燒損等方面是有益的，但同時也給焊條自身帶來了負面影響：因大量礦石粉的存在，藥皮厚，焊接電流大，焊接煙塵大，析出有害氣體多；若礦石粉成分或比例設(shè)計不當(dāng)，容易在焊接過程產(chǎn)生焊條藥皮套筒過長，焊接再引弧性能差，嚴(yán)重時容易出現(xiàn)焊接斷弧現(xiàn)象；此外，常規(guī)耐磨堆焊焊條的藥皮中合金元素的加入量都較大，其熔渣往往呈脆性，停焊冷卻時常以薄片狀小塊炸裂并飛濺，容易燙傷工作人員的眼睛和面部皮膚，同時堆焊焊道上的熔渣清除很麻煩，特別是堆焊的一些“死角”處，若清渣不徹底還將會影響到堆焊焊縫的質(zhì)量。因而，常規(guī)堆焊焊條焊接時工人的勞動強度大，工作環(huán)境差是難以避免的。無礦石粉焊條的研制彌補了常規(guī)耐磨堆焊焊條焊接時的不足，改善了工人的工作環(huán)境、減輕了勞動強度。為避免這些問題的出現(xiàn)，無礦石粉焊條藥皮配方在設(shè)計時沒有加入起穩(wěn)定電弧等作用的任何礦石粉，但藥皮中含有大量的石墨在焊接過程中被氧化放熱，產(chǎn)生大量的熱電子發(fā)射，同時藥皮中還含有較多作為粘結(jié)劑的鈉水玻璃，012345，內(nèi)含大量的低電離電位的鈉，6$657，與藥皮中的其他合金元素，如：89，7等一起作用，大大提高了此類焊條的穩(wěn)弧性。與有礦石粉焊條相比，無礦石粉焊條的藥皮完全是由金屬合金粉末組成，整個焊條都是導(dǎo)電的，從而節(jié)省了熔化礦石粉等所需的熔化熱，加之沒有礦石粉，焊條的藥皮相對較薄，不會形成藥皮長套筒而拉斷電弧，也沒有一般常規(guī)焊條中所含有的氟等與電子親和力大、影響電弧穩(wěn)定性的元素，因而該堆焊焊條的引弧、穩(wěn)弧和再引弧性能都比較好。"堆焊縫的成形性焊縫成形的優(yōu)劣通常是以肉眼觀察來評定，要求焊縫均勻、與基體熔合情況良好、表面鱗紋細密而無“麻點”等缺陷，它除了取決于焊工的操作水平外，主要還取決于藥皮的熔化狀態(tài)、熔渣的凝固溫度范圍、粘度、表面張力等。無礦石粉焊條的藥皮配方中由于沒有造渣和造氣等作用的礦石粉，焊后生產(chǎn)與應(yīng)用汪中瑋等：無礦石粉堆焊焊條的工藝性能焊縫基本上沒有熔渣，因而在焊接時不會像常規(guī)焊條那樣，因藥皮設(shè)計的不合理而出現(xiàn)焊后熔渣的凝固溫度過高，造成渣壓鐵水、產(chǎn)生氣孔、不易脫渣，熔渣的凝固溫度過低，藥皮熔化過早、成渣稀而流失等現(xiàn)象，而對焊縫起不到限制成形等作用。無礦石粉焊條主要是通過調(diào)整所加入的合金粉末以改善熔融金屬的粘度和在基體上的潤濕性，即液態(tài)金屬的表面張力，并配以較小的焊接電流，從而得到好的焊縫成形。
表面張力的大小一般采用潤濕角的大小來衡量，它與液體的溫度熔點"以及液體與固體兩物質(zhì)間的親和力有關(guān)。液體的溫度高或兩物質(zhì)間親和力大，則固液體間接觸角為銳角，界面張力小，容易潤濕。焊接時，焊接電流和焊接速度一般按照工藝的需要設(shè)為定值，因而熔池金屬的溫度也就被給定在一定的范圍內(nèi)，但可以通過調(diào)整加入的合金元素及其含量來降低熔池金屬的凝固溫度或改變液固物質(zhì)間的親和力大小，從而改變了液體金屬在基體金屬上的潤濕性。研究中發(fā)現(xiàn)：在無礦石粉焊條的藥皮中，鋁鎂粉$"‘"、硼"、硅 "、鈦， "等元素對焊縫金屬的成形影響較大；鋁鎂粉的量較小時質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于等于-"，對焊縫成形影響不大，但當(dāng)鋁鎂粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于。時，焊縫金屬的成形變得很差，可能是因為鋁、鎂元素在焊接過程中極易被氧化，生成的氧化鋁鎂"密度較小而浮到液滴的表面，使液態(tài)金屬在基體金屬上難以鋪展。有文獻闡明，， ，/ ，01，， 等元素的共同作用可改善液態(tài)金屬的流動性，本研究也得出了相似的結(jié)果：鈦， "可在較大的范圍內(nèi)2342"對焊縫金屬的成形有利。硼"、硅 "對本焊縫金屬的成形也有著十分重要的作用，因為硼"、硅 "是降熔點元素，可大大地改善液態(tài)金屬的流動性，這些對無礦石粉堆焊焊條的焊縫成形都起著重要作用。"熔化速度和熔敷系數(shù)焊條的熔化速度一般是以熔化系數(shù)來衡量，即每小時、每安培電流熔化的焊條金屬量。若藥皮中存在易電離物質(zhì)，焊接時該物質(zhì)的電離會損耗熱能使弧柱溫度降低，從而降低了焊條的熔化系數(shù)；但當(dāng)藥皮中含有能強烈放熱的物質(zhì)，則將顯著提高焊條的熔化系數(shù)。無礦石粉焊條的藥皮中加入了大量的碳石墨"，碳在焊接過程中因被氧化放熱而產(chǎn)生大量的熱電子發(fā)射；同時藥皮中的硼、硅元素與其他合金元素在高溫反應(yīng)時還會放出大量的反應(yīng)熱；另外，無礦石粉焊條的藥皮完全是由金屬合金粉末組成，在焊接過程中還節(jié)省了熔化礦石粉所需要的熔化熱，因而無礦石粉焊條的熔化速度比任何一種常規(guī)堆焊焊條的熔化速度都要大，從而提高了生產(chǎn)效率。
常規(guī)耐磨堆焊焊條藥皮中雖然加入的合金粉末都比較多質(zhì)量百分比大于等于5‘"，但比礦石粉在藥皮中所占的比例要少。焊接時合金元素除了因飛濺、氧化和蒸發(fā)損失外，熔入熔渣是藥皮中合金元素損失的重要組成部分之一。無礦石粉焊條藥皮中合金粉末的含量較一般常規(guī)耐磨堆焊焊條藥皮中的含量高，且在堆焊過程中沒有合金元素滲入熔渣的損失，藥皮中的合金元素除了因飛濺、氧化和蒸發(fā)損失小部分外，絕大部分都過渡到堆焊焊縫中，因而焊條的熔敷系數(shù)也較一般常規(guī)堆焊焊條大。"$藥皮發(fā)紅狀況焊條藥皮發(fā)紅是指在正常的焊接電流下，施焊到焊條后半段時因藥皮溫度過高而產(chǎn)生發(fā)紅、開裂和藥皮脫落現(xiàn)象，導(dǎo)致藥皮失去保護和冶金作用，從而影響焊縫質(zhì)量，浪費焊接材料。一般的不銹鋼焊條由于焊芯為鎳鉻鋼芯，其電阻大，產(chǎn)生電阻熱多，極易出現(xiàn)藥皮發(fā)紅現(xiàn)象，為避免這類現(xiàn)象的出現(xiàn)，一般不銹鋼焊條都盡量采用小電流焊接工藝，但小電流焊接工藝不適合用于不銹鋼。無礦石粉焊條的焊芯為/ 6’01‘電阻絲"，雖然其電阻比一般不銹鋼焊條的焊芯電阻大，產(chǎn)生電阻熱大，但無礦石粉焊條直徑一般小于等于。7588，焊接電流較小4‘345’9"，由于電阻熱正比于電流的平方："$"，因而產(chǎn)生的電阻熱較小。此外，無礦石粉焊條的熔化系數(shù)較大，焊條長度較一般常規(guī)焊條短-2‘88"，故在焊接過程中有效地避免了焊條藥皮出現(xiàn)發(fā)紅、開裂現(xiàn)象。"其他工藝性能焊接時在焊接熱的作用下，焊條藥皮試儀
中的硼、硅元素與氧的親和力較大。在熔滴過渡時，在熔池中硼、硅元素與氧發(fā)生強烈的氧化還原反應(yīng)生成氧化硼和氧化硅，再與其他氧化物一起在高溫下形成一種復(fù)雜的硼硅酸鹽化合物，在熔池的強烈攪拌作用下浮到熔池液體表面形成一層極薄的均勻保護膜，但由于沒有起保護和輔助成形等作用的礦石粉，因而無礦石粉堆焊焊條不適應(yīng)全位置焊接，僅適用于平焊或平角焊。
結(jié)論無礦石粉焊條雖然藥皮中沒有加入任何作為穩(wěn)弧、造渣和造氣等作用的礦石粉，但由于其藥皮的特殊成分，使其在焊接過程中起到了氣體保護和氣渣聯(lián)合保護等作用。因而該焊條的工藝性能良好，焊接時具有電弧穩(wěn)定，熔化系數(shù)大，熔敷系數(shù)高，工作效率高，生產(chǎn)成本低，施焊時煙塵少、可連續(xù)多層施焊而無需清渣等優(yōu)點，既改善了工作環(huán)境，減輕了工人的勞動強度，又提高了生產(chǎn)效率，較好地滿足了實際生產(chǎn)的需要。
導(dǎo)通和關(guān)斷。再經(jīng)上面引弧板上的變壓器變比/X/，隔離出組相同大小的信號，觸發(fā)個晶閘管導(dǎo)通和關(guān)斷。如一次引弧不成，控制系統(tǒng)將會再次發(fā)出觸發(fā)信號，直到引弧成功，實質(zhì)上，這種電路由于電壓很高，很容易引弧成功。
電路調(diào)試和實驗結(jié)果把引弧電路板接到調(diào)壓器上緩慢調(diào)壓，升到交流"W時，經(jīng)過測量可以得到倍壓整流后的幾百伏的電壓值。