一種金屬粉芯藥芯焊絲高效焊接方法與流程
2023-06-04 03:05:21 3
本發明涉及一種金屬粉芯藥芯焊絲高效焊接方法，屬於焊接加工
技術領域：
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背景技術：
：在電力傳輸設備中涉及鋼管電桿、輸變電鐵塔等鋼構件的製造，必不可少地涉及金屬工件的焊接，焊接也稱作熔接、鎔接，是一種以加熱、高溫或者高壓的方式接合金屬或其他熱塑性材料如塑料的製造工藝及技術。藥芯焊絲也稱為管狀焊絲，可以通過調整藥粉的合金成分種類和比例，很方便地設計出各種不同用途(耐磨，高強，耐熱，耐蝕，耐低溫等)的焊接材料，因為藥芯焊絲的藥芯的合金成分可根據需要進行靈活方便的調整，所以藥芯焊絲的許多品種是實心焊絲無法冶煉和軋制的。藥芯焊絲突顯了許多焊接方法的有利特性，對各種鋼材的焊接適應性強，生產效率上又有氣體保護金屬電弧焊及埋弧焊的特點。然而焊絲焊接過程中仍存藥芯韌性和可塑性較差，融敷速度慢，在送絲較實心焊絲困難，焊絲外表面容易鏽蝕，粉劑易吸潮的現象，從而限制了焊接加工效率和質量。技術實現要素：本發明的目的是針對現有技術的缺陷，提供一種金屬粉芯藥芯焊絲高效焊接方法，藥芯焊絲韌性、可塑性好，易於保存，融敷速度快，送絲方便，利於提高焊接加工效率和質量。本發明是通過如下的技術方案予以實現的：一種金屬粉芯藥芯焊絲高效焊接方法，其焊接方法如下：（1）將焊接工件接頭處進行機械加工做U形坡口處理，隨後將U形坡口側邊做弧度處理，並保證表面粗糙度大於Ra3.6，接頭裝配面平面度和垂直度小於0.15mm；（2）將焊接工件縫邊部做表面處理，去除表面油汙、氧化膜和多餘物；（3）將焊接工件U形坡口處進行預熱，預熱溫度不低於120~160℃，去除焊縫表面附著的冰晶或水分；（4）對焊接工件進行裝配，並保證接頭處的裝配間隙小於0.18mm，錯邊量小於0.4mm，並以焊接夾具將接頭處點固定；（5）在富氬混合氣保護下，採用金屬粉芯藥芯焊絲對焊接工件處電弧焊加工，打底層採用內填絲法，打底層焊接後採用外填絲法逐層焊接，並控制層間溫度為220~330℃，所述金屬粉芯藥芯由薄帶剛焊絲外皮包裹金屬粉芯組成；所述薄帶剛焊絲外皮含有Si：0.2~0.3質量%，Mn：2~2.6質量%，P：0.01~0.05質量%，Sr：0.1~0.2質量%，Ga：1.3~1.5質量%，Ni：0.03~0.1質量％；所述金屬粉芯含有Ti：3~4質量%，SiO2：2~5質量%，Al2O3：4~6質量%，MgO：3~8量%，F：8~12量%，Fe2O3：5~6質量%，MnO2：1~2質量%，S：0.004~0.006質量%，P：0.01~0.03質量%，B：0.004~0.008質量%；（6）對焊接工件焊縫背部進行修焊加工，U形坡口處清洗磨光。上述一種金屬粉芯藥芯焊絲高效焊接方法，其中，弧度處理時弧邊對應的圓心角為20~35°。上述一種金屬粉芯藥芯焊絲高效焊接方法，其中，步驟（3）預熱範圍為U形坡口的80~120mm內。上述一種金屬粉芯藥芯焊絲高效焊接方法，其中，所述富氬混合氣由氬氣和二氧化碳按體積比8:3。上述一種金屬粉芯藥芯焊絲高效焊接方法，其中，步驟（5）電弧焊加工過程中焊絲伸長度為12~16mm，富氬混合氣流量為25~30L/min,焊接速度為250~300mm/min,電弧電壓為26~32V，焊接電流為340~380A。上述一種金屬粉芯藥芯焊絲高效焊接方法，其中，所述金屬粉芯藥芯焊絲截面直徑為1.3~1.5mm。本發明的有益效果為：本發明採用U形坡口側邊做弧度處理形成焊接口，坡口較窄，利於減少焊接層道降低生產成本，並採用新配方的金屬粉芯藥芯焊絲，由薄帶剛焊絲外皮包裹金屬粉芯組成，電流密度大、熔化速度快，金屬粉型較非金屬礦物粉熔點低，熔化能量低，融敷速度快，未添加氟化物，解決氟化物煙塵大的缺陷，脫氧產物易於在熔池表面形成保護膜，Mn，P，Sr，Ga，Ni等金屬易於在焊接金屬中彌散分布，提高合金的耐磨性，矽的熔池能改善液態金屬的流動性，易於焊縫成型，各元素比例適宜，使焊絲幾乎沒有大的焊接飛濺，且焊層硬度高，衝擊韌性好，耐磨性、抗裂性好，降低保護氣體成本，從而利於提高焊機效率和質量。附圖說明圖1為本發明焊接頭示意圖。（圖中，焊接工件1，U形坡口2）。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本發明的具體實施方式作進一步說明。實施例1一種金屬粉芯藥芯焊絲高效焊接方法，其焊接方法如下：（1）將焊接工件接頭處進行機械加工做U形坡口處理，隨後將U形坡口側邊做弧度處理，弧度處理時弧邊對應的圓心角a為25°並保證表面粗糙度大於Ra3.6，接頭裝配面平面度和垂直度為0.1mm；（2）將焊接工件縫邊部做表面處理，去除表面油汙、氧化膜和多餘物；（3）將焊接工件U形坡口處進行預熱，預熱範圍為U形坡口的130mm內，預熱溫度不低於150℃，去除焊縫表面附著的冰晶或水分；（4）對焊接工件進行裝配，並保證接頭處的裝配間隙為0.15mm，錯邊量為0.3mm，並以焊接夾具將接頭處點固定；（5）在富氬混合氣保護下，所述富氬混合氣由氬氣和二氧化碳按體積比8:3，採用金屬粉芯藥芯焊絲對焊接工件處電弧焊加工，電弧焊加工過程中焊絲伸長度為14mm，富氬混合氣流量為26L/min,焊接速度為270mm/min,電弧電壓為30V，焊接電流為350A，打底層採用內填絲法，打底層焊接後採用外填絲法逐層焊接，並控制層間溫度為280℃；所述金屬粉芯藥芯焊絲截面直徑為1.4mm所述金屬粉芯藥芯由薄帶剛焊絲外皮包裹金屬粉芯組成；所述薄帶剛焊絲外皮含有Si：0.25質量%，Mn：2.3質量%，P：0.03質量%，Sr：0.1質量%，Ga：1.5質量%，Ni：0.5質量％；所述金屬粉芯含有Ti：3.5質量%，SiO2：4質量%，Al2O3：5質量%，MgO：4量%，F：11量%，Fe2O3：5質量%，MnO2：2質量%，S：0.005質量%，P：0.025質量%，B：0.006質量%；（6）對焊接工件焊縫背部進行修焊加工，U形坡口處清洗磨光。實施例2一種金屬粉芯藥芯焊絲高效焊接方法，其焊接方法如下：（1）將焊接工件接頭處進行機械加工做U形坡口處理，隨後將U形坡口側邊做弧度處理，弧度處理時弧邊對應的圓心角a為32°並保證表面粗糙度大於Ra3.6，接頭裝配面平面度和垂直度為0.13mm；（2）將焊接工件縫邊部做表面處理，去除表面油汙、氧化膜和多餘物；（3）將焊接工件U形坡口處進行預熱，預熱範圍為U形坡口的90mm內，預熱溫度為140℃，去除焊縫表面附著的冰晶或水分；（4）對焊接工件進行裝配，並保證接頭處的裝配間隙為0.12mm，錯邊量為0.2mm，並以焊接夾具將接頭處點固定；（5）在富氬混合氣保護下，所述富氬混合氣由氬氣和二氧化碳按體積比8:3，採用金屬粉芯藥芯焊絲對焊接工件處電弧焊加工，電弧焊加工過程中焊絲伸長度為15mm，富氬混合氣流量為27L/min,焊接速度為260mm/min,電弧電壓為28V，焊接電流為350A，打底層採用內填絲法，打底層焊接後採用外填絲法逐層焊接，並控制層間溫度為310℃；所述金屬粉芯藥芯焊絲截面直徑為1.3mm所述金屬粉芯藥芯由薄帶剛焊絲外皮包裹金屬粉芯組成；所述薄帶剛焊絲外皮含有Si：0.2質量%，Mn：2.4質量%，P：0.04質量%，Sr：0.18質量%，Ga：1.3質量%，Ni：0.09質量％；所述金屬粉芯含有Ti：4質量%，SiO2：2質量%，Al2O3：4.2質量%，MgO：6.7量%，F：8.1量%，Fe2O3：5.8質量%，MnO2：1.6質量%，S：0.004質量%，P：0.02質量%，B：0.005質量%；（6）對焊接工件焊縫背部進行修焊加工，U形坡口處清洗磨光。實施例3一種金屬粉芯藥芯焊絲高效焊接方法，其焊接方法如下：（1）將焊接工件接頭處進行機械加工做U形坡口處理，隨後將U形坡口側邊做弧度處理，弧度處理時弧邊對應的圓心角a為24°並保證表面粗糙度大於Ra3.6，接頭裝配面平面度和垂直度為0.13mm；（2）將焊接工件縫邊部做表面處理，去除表面油汙、氧化膜和多餘物；（3）將焊接工件U形坡口處進行預熱，預熱範圍為U形坡口的90mm內，預熱溫度為145℃，去除焊縫表面附著的冰晶或水分；（4）對焊接工件進行裝配，並保證接頭處的裝配間隙為0.11mm，錯邊量為0.3mm，並以焊接夾具將接頭處點固定；（5）在富氬混合氣保護下，所述富氬混合氣由氬氣和二氧化碳按體積比8:3，採用金屬粉芯藥芯焊絲對焊接工件處電弧焊加工，電弧焊加工過程中焊絲伸長度為13mm，富氬混合氣流量為26L/min,焊接速度為290mm/min,電弧電壓為27V，焊接電流為360A，打底層採用內填絲法，打底層焊接後採用外填絲法逐層焊接，並控制層間溫度為310℃；所述金屬粉芯藥芯焊絲截面直徑為1.5mm所述金屬粉芯藥芯由薄帶剛焊絲外皮包裹金屬粉芯組成；所述薄帶剛焊絲外皮含有Si：0.3質量%，Mn：2.4質量%，P：0.03質量%，Sr：0.14質量%，Ga：1.5質量%，Ni：0.07質量％；所述金屬粉芯含有Ti：3.6質量%，SiO2：3.1質量%，Al2O3：5.2質量%，MgO：6.4量%，F：9.7量%，Fe2O3：5.3質量%，MnO2：1.6質量%，S：0.005質量%，P：0.02質量%，B：0.005質量%；（6）對焊接工件焊縫背部進行修焊加工，U形坡口處清洗磨光。將實施例1-3製得的焊接產品進行質量檢測，檢測結果如下：編號屈服強度抗拉強度低溫抗衝擊能量（J）延伸率（%）未融合未焊透氣孔夾渣實施例141652832025未見未見未見未見實施例241051231221未見未見未見未見實施例340853031524未見未見未見未見由此可見，按此工藝製得的焊層硬度高，衝擊韌性好，耐磨性、抗裂形好，降低了保護氣體成本，從而利於提高焊機效率和質量。以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本
技術領域：
的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍內。因此，本發明的保護範圍應該以權利要求書的保護範圍為準。當前第1頁1 2 3