專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于低合金鋼熔化極氣體保護(hù)焊的活性劑及其與焊絲旋轉(zhuǎn)復(fù)合的熔化極氣體保護(hù)焊方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及焊接技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于低合金鋼熔化極氣體保護(hù)焊的活性劑，以及焊絲旋轉(zhuǎn)復(fù)合的熔化極氣體保護(hù)焊方法
背景技術(shù)：
一直以來(lái)，世界工業(yè)水平的不斷發(fā)展與焊接技術(shù)的不斷革新對(duì)提高焊接效率、增加焊縫熔深的需求越來(lái)越迫切。因此，增加焊縫熔深一直是焊接工作者研究的熱點(diǎn)之一。增加焊縫熔深的方法有很多種，分別可以從焊接電源、焊接材料和焊接工藝等方面來(lái)考慮。近年來(lái)，從焊接工藝方面著手提高焊接效率的活性焊接方法備受焊接工作者的青睞，目前活性焊接的重點(diǎn)集中在活性鎢極惰性氣體保護(hù)焊(A-TIG)上。對(duì)于6_的不銹鋼板，普通TIG焊單道焊一次焊接的熔深最多可達(dá)到3_，而A-TIG焊能夠一次焊透，對(duì)焊接效率的提高非常明顯?；钚院讣夹g(shù)A-TIG是在施焊板材的表面涂上一層很薄的活性劑，引起焊接電弧收縮或熔池液態(tài)流動(dòng)方式發(fā)生變化，可使熔深比常規(guī)焊接增加一到二倍。眾所周知，熔化極氣體保護(hù)焊(MIG)比鎢極惰性氣體保護(hù)焊(TIG)具有更高的焊接效率，如果能將活性劑應(yīng)用在熔化極氣體保護(hù)焊(MIG)上并發(fā)展出一種新的增加熔深的焊接方法，那么焊接效率和焊接熔深可以得到顯著提高。目前人們提出了針對(duì)低碳鋼、不銹鋼、鈦合金、鋁合金、鎂合金等焊接的活性劑配方，但是還沒(méi)有針對(duì)低合金鋼的活性劑配方。雖然熔化極氣體保護(hù)焊(MIG)技術(shù)能夠顯著提高焊接效率和增加焊接熔深，但是同時(shí)也暴露了另外一個(gè)問(wèn)題——焊縫熔寬減小。這樣的話(huà)，在大間隙焊接中容易產(chǎn)生側(cè)壁未融合。本申請(qǐng)人前期提交的申請(qǐng)?zhí)枮?01210425201.7中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng):一種焊絲自轉(zhuǎn)式熔化極焊接方法及裝置，該裝置的設(shè)計(jì)制作是為了提出一種新的低熱輸入的冷焊方法，在實(shí)際試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，焊絲旋轉(zhuǎn)速度越快，焊縫熔深越小、熔寬越大。如果采用該裝置來(lái)增加熔寬，同時(shí)配合使用活性劑增加熔深，那么熔深和熔寬便可保證同時(shí)達(dá)到要求。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中熔深和熔寬難以同時(shí)保證的問(wèn)題，本發(fā)明的第一個(gè)目的是提出一種用于低合金鋼熔化極氣體保護(hù)焊的活性劑。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種用于低合金鋼熔化極氣體保護(hù)焊的活性劑，包括以下重量百分比的組分=SiO2:60% 70%，Cr2O3:10% 20%, TiO2:10% 20%。所述Si02、Cr2O3和TiO2粉末的顆粒度均為50 90 y m ;純度均為95% 99%。本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種焊絲旋轉(zhuǎn)復(fù)合的熔化極氣體保護(hù)焊方法，通過(guò)控制焊絲旋轉(zhuǎn)速度來(lái)保證不同熔深和熔寬的匹配，實(shí)現(xiàn)增加熔深的同時(shí)，增加熔寬。本發(fā)明采用的第二種技術(shù)方案是:一種焊絲旋轉(zhuǎn)復(fù)合的熔化極氣體保護(hù)焊方法，采用焊絲自轉(zhuǎn)式熔化極焊接裝置，包括以下步驟:1、配制適用于低合金鋼熔化極氣體保護(hù)焊接用的活性劑:采用SiO2、Cr2O3和TiO2粉末，其顆粒度均為50 90 μ m、純度均為95% 99%，按一定比例配比后，混合均勻制備成低合金鋼熔化極氣體保護(hù)焊接用活性劑，其成分按重量百分比配比為SiO2:60% 70%，Cr2O3:10% 20%，TiO2:10% 20%。；2、將步驟I制備好的活性劑與丙酮混合，攪拌成糊狀后涂覆在待焊接工件表面，涂覆寬度比焊縫寬度大20 50mm，涂覆量為5 7mg/cm2 ；3、將已經(jīng)涂敷活性劑的待焊接工件放于自動(dòng)行走裝置上，并調(diào)整待焊接工件表面位置，使其位于焊槍正下方；4、在焊絲自轉(zhuǎn)式熔化極焊接裝置上設(shè)置合適的焊接參數(shù)和焊絲轉(zhuǎn)速；進(jìn)行焊接。本發(fā)明的用于低合金鋼熔化極氣體保護(hù)焊的活性劑及其與焊絲旋轉(zhuǎn)復(fù)合的熔化極氣體保護(hù)焊方法，通過(guò)控制焊絲旋轉(zhuǎn)速度來(lái)保證不同熔深和熔寬的匹配。除此之外，本發(fā)明還可以將多層多道焊發(fā)展為多層單道焊，從而能夠提高焊接效率。


圖1為本發(fā)明的用于低合金鋼熔化極氣體保護(hù)焊的活性劑增加熔深的原理示意圖。圖中，L1:在外圍低溫電弧作用下未熔化的活性劑；L2:覆蓋在熔池外圍區(qū)域的液態(tài)活性劑；L3:中心高溫電弧區(qū)(也即陰極斑點(diǎn)發(fā)生區(qū)，此區(qū)域活性劑蒸發(fā))；L4:即將成為熔渣的液態(tài)活性劑層。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1本實(shí)施例的用于低合金鋼熔化極氣體保護(hù)焊的活性劑，包括以下重量百分比的組分:Si0260% ；Cr20320% ;Ti0220%。所述Si02、Cr2O3和TiO2粉末的顆粒度均為50 90 μ m ;純度均為98%。實(shí)施例2本實(shí)施例的用于低合金鋼熔化極氣體保護(hù)焊的活性劑，包括以下重量百分比的組分:Si0270% ；Cr2O312% ；Ti0218%o所述Si02、Cr2O3和TiO2粉末的顆粒度均為50 90 μ m ;純度均為98%。本發(fā)明的用于低合金鋼熔化極氣體保護(hù)焊的活性劑能夠顯著增加熔深，如圖1所示，在活性焊接過(guò)程中，電弧前端的活性劑首先被外圍低溫電弧熔化，只有電弧中心下方的活性劑才會(huì)被中心高溫電弧蒸發(fā)至電弧空間中。因?yàn)橐簯B(tài)活性劑的密度都小于液態(tài)鋁合金，且液態(tài)活性劑都不與熔池發(fā)生作用，所以熔化后的液態(tài)活性劑漂浮在液態(tài)熔池表面外圍L1、L4區(qū)域。與熔融金屬相比，活性劑材料的導(dǎo)電率都比較低，沸點(diǎn)較高，熔池表面只有在L3中心高溫區(qū)才存在熔池金屬和活性劑的蒸發(fā)，形成陰極斑點(diǎn)，而被液態(tài)活性劑覆蓋的L2、L4區(qū)域沒(méi)有陰極斑點(diǎn)形成?？傊?，由于活性劑的存在，減小了陰極斑點(diǎn)發(fā)生區(qū)域的面積，從而使得根部電弧收縮，焊接熔深增加。實(shí)施例3采用實(shí)施例1的活性劑進(jìn)行低合金鋼熔化極氣體保護(hù)焊試驗(yàn)，本試驗(yàn)選擇低合金鋼的板材尺寸為400X 75X6 (mm)，試驗(yàn)參數(shù)見(jiàn)表I。表I焊接參數(shù)
權(quán)利要求
1.一種用于低合金鋼熔化極氣體保護(hù)焊的活性劑，其特征在于:包括以下重量百分比的組分:Si02: 60% 70%，Cr2O3:10% 20%，TiO2:10% 20%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于低合金鋼熔化極氣體保護(hù)焊的活性劑，其特征在于:所述Si02、Cr2O3和TiO2粉末的顆粒度均為50 90 μ m ;純度均為95% 99%。
3.一種焊絲旋轉(zhuǎn)復(fù)合的熔化極氣體保護(hù)焊方法，采用焊絲自轉(zhuǎn)式熔化極焊接裝置，包括以下步驟: (1)、配制適用于低合金鋼熔化極氣體保護(hù)焊接用的活性劑:采用SiO2Xr2O3和TiO2粉末，其顆粒度均為50 90 μ m、純度均為95% 99%，按一定比例配比后，混合均勻制備成低合金鋼熔化極氣體保護(hù)焊接用活性劑，其成分按重量百分比配比為SiO2:60% 70%，Cr2O3:15%~ 20%, TiO2:15%~ 20%。； (2)、將步驟I制備好的活性劑與丙酮混合，攪拌成糊狀后涂覆在待焊接工件表面，涂覆寬度比焊縫寬度大20 50mm，涂覆量為5 7mg/cm2 ； (3)、將已經(jīng)涂敷活性劑的待焊接工件放于自動(dòng)行走裝置上，并調(diào)整試待焊接工件表面位置，使其位于焊槍正下方； (4)、在焊絲自轉(zhuǎn)式熔化極焊接裝置上設(shè)置合適的焊接參數(shù)和焊絲轉(zhuǎn)速；進(jìn)行焊接。
全文摘要
本發(fā)明涉及焊接技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于低合金鋼熔化極氣體保護(hù)焊的活性劑，以及焊絲旋轉(zhuǎn)復(fù)合的熔化極氣體保護(hù)焊方法。本發(fā)明的用于低合金鋼熔化極氣體保護(hù)焊的活性劑，包括以下重量百分比的組分SiO260％～70％，Cr2O310％～20％，TiO210％～20％。本發(fā)明的焊絲旋轉(zhuǎn)復(fù)合的熔化極氣體保護(hù)焊方法，采用焊絲自轉(zhuǎn)式熔化極焊接裝置，在待焊接工件的表面涂覆本發(fā)明的活性劑，通過(guò)控制焊絲旋轉(zhuǎn)速度來(lái)保證不同熔深和熔寬的匹配。除此之外，本發(fā)明還可以將多層多道焊發(fā)展為多層單道焊，從而能夠提高焊接效率。
文檔編號(hào)B23K9/173GK103203569SQ20131011929
公開(kāi)日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月9日
發(fā)明者張洪濤, 吳輝, 劉積厚, 韓超, 馮吉才 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)(威海)