一種基于大直徑鋼螺柱螺柱焊防焊偏的專用藥皮的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于大直徑鋼螺柱螺柱焊防焊偏的專用藥皮，以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，所述的藥皮包含如下組分：17%CaO，15% TiO2，3% MnO，8% FeO，3%中碳錳鐵粉，15% Al2O3，15% CaF2，2% Mo粉，1% V粉，5% Cr粉，35%Fe3O4/PPy粉，其余為Cr2O3。本發(fā)明解決了大直徑螺柱焊接時(shí)產(chǎn)生的偏弧現(xiàn)象，解決了大直徑焊接時(shí)產(chǎn)生的未熔合現(xiàn)象，獲得了良好的焊縫金相組織，有效提高了焊縫質(zhì)量。
【專利說明】
一種基于大直徑鋼螺柱螺柱焊防焊偏的專用藥皮
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種專用藥皮，特別是涉及一種基于大直徑鋼螺柱螺柱焊防焊偏的專用藥皮，屬于焊接領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]電弧螺柱焊是一種將螺狀或者柱狀的金屬焊接在金屬板材表面的焊接方法。其本質(zhì)是熔焊原理相同的焊接方法。螺柱焊作為一種熔焊方法相比較于傳統(tǒng)的螺柱加工，具有節(jié)省時(shí)間和材料的特點(diǎn)、并且由于螺柱焊不用在板件表面開孔，對(duì)于一些對(duì)于要求密封性要求比較高的設(shè)備當(dāng)中螺柱焊焊接可有效避免泄露事故的發(fā)生。由于螺柱焊以上特性，所以螺柱焊在重型機(jī)械加工行業(yè)和大型的壓力容器當(dāng)中具有巨大的發(fā)展前景。
[0003]對(duì)于大直徑螺柱和中厚中高碳板材的異種鋼螺柱焊，由于螺柱焊本質(zhì)是熔焊一種焊接方法，所以對(duì)于傳統(tǒng)中高碳鋼板的焊接難題也出現(xiàn)在電弧螺柱焊當(dāng)中。而且在實(shí)際的大直徑螺柱和中厚中高碳板材的螺柱焊接當(dāng)中也出現(xiàn)了在傳統(tǒng)熔焊中所沒有出現(xiàn)的焊接問題。所以螺柱焊只適用于螺柱直徑較小和薄板的焊接?，F(xiàn)在在實(shí)際使用螺柱焊過程當(dāng)中主要出現(xiàn)了以下焊接問題:對(duì)于大直徑的螺柱，其在拉弧過程當(dāng)中具有明顯的偏弧現(xiàn)象并且電弧燃燒不穩(wěn)定，不能夠完全的燃燒螺柱端面，造成螺柱熔化不均勻，焊接熔池形成不均勻，熔池凝固以后嚴(yán)重影響焊接接頭的靜態(tài)力學(xué)性能同時(shí)造成焊接接頭不能達(dá)到預(yù)期的外觀效果，例如螺柱歪斜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決在大直徑鋼螺柱焊的焊接過程產(chǎn)生的偏弧問題，本發(fā)明提供了一種一種基于大直徑鋼螺柱螺柱焊防焊偏的專用藥皮。
[0005]本發(fā)明可以通過如下技術(shù)方案達(dá)到:
一種基于大直徑鋼螺柱螺柱焊防焊偏的專用藥皮，以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，所述的藥皮包含如下組分:17%Ca0，15% T12, 3% MnO, 8% FeO, 3%中碳錳鐵粉，15% Al2O3, 15% CaF2,2% Mo粉，1% V粉，5% Cr粉，35%Fe304/PPy粉，其余為Cr2〇3。
[0006]—種基于大直徑鋼螺柱螺柱焊防焊偏的焊接方法，步驟如下；
(1)將螺柱加工成錐角為150°的螺柱；
(2)對(duì)螺柱及母材待焊區(qū)進(jìn)行打磨清洗去除表面污漬；
(3)將專用藥皮涂覆在螺柱表面，烘干處理；
(4)對(duì)母材待焊區(qū)進(jìn)行感應(yīng)加熱前熱處理；
(5)啟動(dòng)螺柱焊焊接；
(6)對(duì)焊接后焊縫進(jìn)行感應(yīng)加熱后熱處理。
[0007]步驟(3)中，將專用藥皮涂覆于螺柱表面時(shí)先將專用藥皮與粘結(jié)劑混合均勻再涂覆，其中，粘結(jié)劑為模數(shù)不小于2.5，波美度為45度的鈉水玻璃。
[0008]步驟(4)中，感應(yīng)加熱前熱處理是將母材待焊區(qū)于500±50°C下預(yù)熱25s。
[0009]步驟(6)中，感應(yīng)加熱后熱處理是將焊縫于400±50°C下處理30s。
[0010]步驟(4)和步驟(6)中，感應(yīng)加熱采用的線圈匝數(shù)為2000匝，加熱電流為1.6A，加熱電壓為34V。
[0011 ]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)是:
I)解決了大直徑螺柱焊接時(shí)產(chǎn)生的偏弧現(xiàn)象，解決了大直徑焊接時(shí)產(chǎn)生的未熔合現(xiàn)象。
[0012]2)能夠獲得良好的焊縫金相組織，有效提高焊縫質(zhì)量。
[0013]3)可實(shí)現(xiàn)螺柱與母材間無氧化夾雜、未焊透、未熔合等缺陷。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明一種基于大直徑鋼螺柱螺柱焊防焊偏的焊接方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]本發(fā)明解決了大直徑螺柱焊接時(shí)產(chǎn)生的偏弧、未熔合問題，電弧的本質(zhì)是電子的定向移動(dòng)，本發(fā)明采用納米材料制作的螺柱涂覆層和陶瓷環(huán)內(nèi)部涂覆，不僅包含了原有焊條的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具備吸附電子穩(wěn)定電弧的作用。螺柱焊接時(shí)電弧的電子移動(dòng)速度快，根據(jù)洛倫茲力的公式:F=qvB。力的大小由速度和磁場(chǎng)共同作用，本次發(fā)明的本質(zhì)是利用洛倫茲力的作用，在電子發(fā)射的過程中，力抑制電弧的偏轉(zhuǎn)，拉回偏移的電弧，達(dá)到穩(wěn)定電弧的作用，得到良好的焊縫，成功解決了偏弧問題。電磁線圈的使用，加大了對(duì)電子的吸引，從而加速了點(diǎn)子的移動(dòng)速度。電磁線圈的制備加速了電子的發(fā)射速度，是電子更多地進(jìn)入焊接區(qū)，獲得的熱量增大，焊接熔池增大，焊接充分，成功解決了焊接未熔合的缺陷。
[0016]本發(fā)明的一種基于大直徑鋼螺柱螺柱焊防焊偏的焊接方法，如圖1，包括以下步驟:
步驟1、配制焊接涂覆的保護(hù)劑；
步驟2、將螺柱加工成錐角為150°的螺柱；
步驟3、對(duì)螺柱及母材待焊區(qū)進(jìn)行打磨清洗去除表面污漬；
步驟4、將專用藥皮與粘結(jié)劑混合后均勻的涂覆在陶瓷環(huán)內(nèi)表面，烘干處理；
步驟5、夾取烘干以后的陶瓷環(huán)；
步驟6、將裝甲鋼板水平放置，將感應(yīng)加熱線圈置于待焊母材表面，進(jìn)行感應(yīng)加熱；
步驟7、將套有匹配陶瓷圈的螺柱的錐形端向下，垂直于母材，施以一定的壓力，將制作的電磁線圈置于母材的背面；
步驟8、接通電磁線圈，啟動(dòng)螺柱焊機(jī)，提升螺柱，拉弧，完成焊接；
步驟9、將電加熱裝置套在完成焊接的螺柱上，進(jìn)行電加熱。
[0017]上述專用藥皮的配方如下:以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)數(shù)計(jì)，17%Ca0，15%Ti02，3%Mn0，8%FeO，3%中碳錳鐵粉，15% Al2O3, 15%CaF2，2%Mo粉，1%V粉，5%Cr粉，35%Fe304/PPy粉，其余為Cr2O3，其中，粘結(jié)劑采用模數(shù)不小于2.5，波美度為45度的鈉水玻璃。
實(shí)施例
[0018]以直徑為30mm的Q235螺柱和1mm板材，為例。
[0019]在焊前配制自旋弧保護(hù)劑(專用藥皮)，所述的自旋弧保護(hù)劑配方為含量:17%Ca0，15%Ti02, 3%Mn0，8%Fe0，3%中碳錳鐵粉，15% Al2O3, 15%CaF2, 2%Mo粉，1%V粉，5%Cr粉，35%Fe304/PPy粉，其余為Cr203。將不同成分的組分取中間值進(jìn)行稱量，后使用粘結(jié)材料才用模數(shù)不小于2.5，波美度為45度的鈉水玻璃與組分混合，攪拌制作自旋弧保護(hù)劑。將直徑為32mm的螺柱用車床加工為直徑為30mm帶有凸臺(tái)且錐角150°的螺柱。對(duì)螺柱的表面和母材待焊區(qū)使用細(xì)砂紙進(jìn)行打磨，后用丙酮進(jìn)行清洗，最后用酒精進(jìn)行擦拭，然后將保護(hù)劑均勻的敷在陶瓷環(huán)內(nèi)表面，厚度在左右為宜。之后對(duì)涂敷在陶瓷環(huán)內(nèi)表面的保護(hù)劑再進(jìn)行烘干處理:保溫溫度80度到100度之間，保溫時(shí)間為4h以上，待指甲壓焊接保護(hù)層，以無指甲壓痕為低溫烘干合格;后置于烘干箱當(dāng)中進(jìn)行烘干處理，隨爐升溫，烘干溫度300度以上，保溫2h。使用坩禍鉗夾取螺柱，直至冷卻。將裝甲鋼板材固定在變位機(jī)上，將30kw感應(yīng)加熱裝置至于待焊區(qū)上方加熱溫度為500°C，加熱時(shí)間為30s。將帶有陶瓷環(huán)的螺柱利用氣爪固定在焊槍前端，利用機(jī)器人對(duì)母材進(jìn)行預(yù)壓，預(yù)壓高度為2mm，電磁線圈的正確放置在待焊區(qū)的正下方。接通電磁線圈的電源，啟動(dòng)機(jī)器人自動(dòng)化焊接，在拉弧式螺柱焊機(jī)的作用，產(chǎn)生電弧完成焊接過程。該過程中，提升螺柱高度為3mm，焊接電流為2800A，射釘深度3mm。完成焊接后保持焊槍與母材的垂直位置關(guān)系3_5s，使熔池冷卻凝固。而后再將電加熱裝置套入螺柱，使焊縫平行，進(jìn)行40(TC后熱處理30s。
[0020]通過上述實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過分析和觀察，發(fā)現(xiàn)偏弧問題得到良好的解決，焊縫質(zhì)量得到顯著提高。解決了大直徑螺柱焊接一直存在的未熔合的缺陷，提高了螺柱焊接質(zhì)量，得到了優(yōu)質(zhì)的焊縫。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于大直徑鋼螺柱螺柱焊防焊偏的專用藥皮，其特征在于，以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，所述的藥皮包含如下組分:17%CaO，15% T1O2, 3% MnO, 8% FeO, 3%中碳錳鐵粉，15%Al2O3, 15% CaF2, 2% Mo粉，1% V粉，5% Cr粉，35%Fe304/PPy粉，其余為Cr203。2.一種基于大直徑鋼螺柱螺柱焊防焊偏的焊接方法，其特征在于，步驟如下； (1)將螺柱加工成錐角為150°的螺柱； (2)對(duì)螺柱及母材待焊區(qū)進(jìn)行打磨清洗去除表面污漬； (3)將如權(quán)利要求1所述的專用藥皮涂覆在螺柱表面，烘干處理； (4)對(duì)母材待焊區(qū)進(jìn)行感應(yīng)加熱前熱處理； (5)啟動(dòng)螺柱焊焊接； (6)對(duì)焊接后焊縫進(jìn)行感應(yīng)加熱后熱處理。3.如權(quán)利要求2所述的基于大直徑鋼螺柱螺柱焊防焊偏的焊接方法，其特征在于，步驟(3)中，將專用藥皮涂覆于螺柱表面時(shí)先將專用藥皮與粘結(jié)劑混合均勻再涂覆，其中，粘結(jié)劑為模數(shù)不小于2.5，波美度為45度的鈉水玻璃。4.如權(quán)利要求2所述的基于大直徑鋼螺柱螺柱焊防焊偏的焊接方法，其特征在于，步驟(4)中，感應(yīng)加熱前熱處理是將母材待焊區(qū)于500土 50 °C下預(yù)熱25s。5.如權(quán)利要求2所述的基于大直徑鋼螺柱螺柱焊防焊偏的焊接方法，其特征在于，步驟(6 )中，感應(yīng)加熱后熱處理是將焊縫于400 ± 50 °C下處理30s。6.如權(quán)利要求2所述的基于大直徑鋼螺柱螺柱焊防焊偏的焊接方法，其特征在于，步驟(4)和步驟(6)中，感應(yīng)加熱采用的線圈匝數(shù)為2000匝，加熱電流為1.6A，加熱電壓為34V。
【文檔編號(hào)】B23K9/235GK106077919SQ201610552874
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年7月14日
【發(fā)明人】張德庫, 馮遠(yuǎn)洋, 王克鴻, 周琦, 彭勇, 黃 俊
【申請(qǐng)人】南京理工大學(xué)