一種低熱輸入雙絲高效堆焊方法
2023-05-21 23:47:01 1
一種低熱輸入雙絲高效堆焊方法
【專利摘要】本發明涉及一種低熱輸入雙絲高效堆焊方法，包括步驟如下：用含有兩條焊絲且兩條焊絲呈10-60°夾角的焊槍，焊絲可選實心焊絲或自保護藥芯焊絲，採用實心焊絲時需要選配相應的焊劑，兩焊絲分別與電源的正負極相接，將焊絲送至待焊位置，引弧，焊絲端部起弧並穩定燃燒，進行焊接，焊接電源採用直流電源，焊接電流100-400A。本發明熔覆效率高，相同焊接電流下相當於傳統電弧焊的兩倍熔化焊絲的速度；母材受熱少，焊接變形小，焊接熱影響區小；焊縫凝固快，可獲得細晶組織。
【專利說明】一種低熱輸入雙絲高效堆焊方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種低熱輸入雙絲高效堆焊方法，屬於焊接【技術領域】。
【背景技術】
[0002] 隨著焊接技術的發展，如何提高電弧焊的生產率、焊接質量以及拓展其應用領域 成為研究者們關注的焦點，傳統電弧焊工藝在某些要求母材熔化量低而焊絲熔敷率高的情 況下，例如典型的堆焊場合，其應用受到了一定限制，合理分配電弧熱對母材及焊絲的輸入 成為近年來電弧焊發展的重要方向。傳統的以電弧熱為熱源的堆焊方法有很多種，典型的 埋弧焊、手工電焊條焊、MAG焊等等都可以用於堆焊。這些傳統的焊接工藝都是焊接時工件 接電源一極，焊絲或焊條接電源另一極，電弧是在焊絲（條）與工件之間燃燒。這種焊接方 法，由於一個極區在被焊工件上，焊接時工件上的極區被迅速加熱熔化成熔池、焊縫。是一 種能量大、效率比較高的焊接方法，近一個世紀以來在實際工程生產中獲得過廣泛應用。所 有這些電弧焊方法其被焊工件為焊接電弧的一個電極，消耗電能多（電能40-50%消耗在 母材上），工件熱輸入大、母材熔化量多。但實際上很多時候母材不需要這麼大的熱輸入，過 大的熱輸入導致焊接接頭性能降低，產生較大的焊接變形及殘餘應力等質量問題，特別目 前應用的各種電弧焊方法熔敷係數大幅度的提高受到了極大的限制，從而使傳統電弧在平 衡焊接效率與母材熱輸入方面遇到很大的挑戰。以典型的低碳鋼上堆焊不鏽鋼為例，為了 提高材料的表面耐蝕性，又要平衡生產成本，往往在廉價的碳鋼表面堆焊一層不鏽鋼層用 於化工容器等，傳統的埋弧堆焊往往造成母材的變形大，焊接完後需要進行校型處理，而且 不鏽鋼層往往因為熱輸入過大而引起晶間腐蝕性能下降，而這兩個主要問題都源自焊接熱 輸入過大，為了避免這些問題，很多時候只能依靠降低焊接熱輸入犧牲焊接效率來保證。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的是克服現有技術不足而提供一種低熱輸入雙絲高效堆焊方法，電弧 熱量大部分用於熔化焊絲，少量用於熔化母材，焊接熔池依靠焊劑形成的熔渣或者自保護 藥芯焊絲形成的熔渣進行保護。
[0004] 本發明採取的技術方案為：
[0005] -種低熱輸入雙絲高效堆焊方法，包括步驟如下：用含有兩條焊絲且兩條焊絲呈 10-60°夾角的焊槍，兩焊絲分別與電源的正負極相接，將焊絲送至待焊位置，引弧，焊絲端 部在焊劑下面起弧並穩定燃燒，進行焊接，焊接電源採用直流電源，焊接電流100-200A。
[0006] 焊絲可選實心焊絲或自保護藥芯焊絲，採用實心焊絲時需要選配相應的焊劑，所 述的焊絲根據需要可選用低合金鋼焊絲、不鏽鋼焊絲或者專用的堆焊焊絲等，焊絲直徑範 圍0· 8-5. 0暈米。
[0007] 所述的送絲速度由焊接速度決定，焊接速度每分鐘50-400毫米。
[0008] 所述的兩條焊絲優選呈20-30°夾角。
[0009] 本發明的有益效果是：
[0010] (1)被焊工件本身不接電極，兩焊絲分別與電源的正負極相接，並均為熔化極，電 弧在兩根焊絲之間形成，電弧熱量大部分用於熔化焊絲，少量用於熔化母材，因此其熔敷速 度高，電能利用率高；
[0011] (2)採用焊劑時焊接熔池依靠焊劑形成的熔渣進行保護，焊劑一方面熔化形成熔 渣隔絕空氣，避免熔池氧化或者氮氣的進去，另一方面可與熔池金屬反應起到必要的冶金 反應。採用自保護藥芯焊絲時依靠自身形成的熔渣進行保護。
[0012] (3)為了保證電弧穩定燃燒，雙絲的夾角控制為15-30度更好。
[0013] (4)送絲機構負責以一定速度送絲，考慮到雙絲的熔化速度不一樣，送絲機構含有 反饋系統，確保穩定的差動送絲速度，送絲速度根據焊接電流控制，焊接電流越大，送絲速 度越快，同時需要焊接速度與送絲速度相匹配，焊接電流較大而焊接速度較小時，造成熔覆 金屬的過度堆積，而焊接速度太快時則造成焊縫金屬的不連續。
[0014] (5)該雙絲焊接過程中，電能大部分用於熔化焊絲，少部分的電弧熱和熔滴熱用於 熔化母材，因此焊接時熔敷係數很高，相對於傳統的單絲電弧焊，熔覆效率可提高兩倍，同 時只有一少部分熱量用於熔化母材，母材的受熱少，所帶來的熱影響區粗化及變形等問題 很小；熔化的焊絲由於母材溫度低而凝固快，可獲得細小晶粒組織。
[0015] 本發明熔覆效率高，相同焊接電流下相當於傳統電弧焊的兩倍熔化焊絲的速度； 母材受熱少，焊接變形小，焊接熱影響區小；焊縫凝固快，可獲得細晶組織。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發明焊接的裝置結構示意圖；
[0017] 圖2利用本發明方法單道堆焊出的焊縫截面圖；
[0018] 其中，1.送絲機構，2.焊絲3.焊接電源，4.焊劑輸送裝置，5.焊槍，6.被焊工件。
【具體實施方式】
[0019] 下面結合實施例進一步說明。
[0020] 實施例1 :將焊劑鋪蓋在母材待焊縫上，用含有兩條焊絲且兩條焊絲呈30°夾角 的焊槍，兩焊絲分別與電源的正負極相接，將焊絲送至待焊位置，引弧，焊絲端部在焊劑下 面起弧並穩定燃燒，進行焊接，焊接電源採用直流電源，採用H08A焊絲，焊接電流200A，雙 絲直徑1. 2mm，焊劑選用HJ431時，焊接可得到的焊縫表面平滑美觀，熔覆效率是傳統埋 弧焊在相同焊接電流下的兩倍，同時母材的變形很小。
[0021] 實施例2:將焊劑鋪蓋在母材待焊縫上，用含有兩條焊絲且兩條焊絲呈25°夾角 的焊槍，兩焊絲分別與電源的正負極相接，將焊絲送至待焊位置，引弧，焊絲端部在焊劑下 面起弧並穩定燃燒，進行焊接，焊接電源採用直流電源，在普通Q345鋼板上堆焊不鏽鋼，採 用H0Cr21Nil0焊絲，焊接電流140A，雙絲直徑1. 2mm，焊劑選用HJ260時，可得到表面平 滑美觀的焊縫，母材的變形很小，平板母材堆焊完後無需矯形出來，堆焊層的晶間腐蝕測 試可完全滿足使用要求。
[0022] 實施例3:將焊劑鋪蓋在母材待焊縫上，用含有兩條焊絲且兩條焊絲呈30°夾角 的焊槍，兩焊絲分別與電源的正負極相接，將焊絲送至待焊位置，引弧，焊絲端部起弧並穩 定燃燒，進行表面堆焊焊接，焊接電源採用直流電源，在普通Q345鋼板上進行耐磨堆焊，採 用批114鈷基堆焊耐磨焊絲，焊接電流26(^，雙絲直徑2.0臟，焊劑選用耵107時，可得到 硬度大於HRC55的堆焊層，母材的變形很小，平板母材堆焊完後無需矯形出來。
[0023] 實施例4 :直接採用自保護藥芯耐磨堆焊焊絲，兩條焊絲且兩條焊絲呈25°夾角 的焊槍，兩焊絲分別與電源的正負極相接，將焊絲送至待焊位置，引弧，焊絲端部在焊劑下 面起弧並穩定燃燒，進行焊接，焊接電源採用直流電源，在普通Q345鋼板上進行耐磨堆焊， 採用￥0616-2自保護堆焊耐磨藥芯焊絲，焊接電流300乂雙絲直徑2.0臟，可得到硬度大於 HRC50-55的堆焊層，母材的變形很小，平板母材堆焊完後無需矯形出來。
【權利要求】
1. 一種低熱輸入雙絲高效堆焊方法，其特徵是，包括步驟如下：用含有兩條焊絲且兩 條焊絲呈10-60°夾角的焊槍，兩焊絲分別與電源的正負極相接，將焊絲送至待焊位置，弓丨 弧，焊絲端部起弧並穩定燃燒，進行焊接，焊接電源採用直流電源，焊接電流100-400A。
2. 根據權利要求1所述的一種低熱輸入雙絲高效堆焊方法，其特徵是，所述的焊絲是 實心焊絲或者藥芯焊絲。
3. 根據權利要求2所述的一種低熱輸入雙絲高效堆焊方法，其特徵是，所述的實心焊 絲需要選配相應的焊劑。
4. 根據權利要求1所述的一種低熱輸入雙絲高效堆焊方法，其特徵是，焊速為每分鐘 50-400 暈米。
5. 根據權利要求1所述的一種低熱輸入雙絲高效堆焊方法，其特徵是，所述的兩條焊 絲呈20-30°夾角。
【文檔編號】B23K9/04GK104117757SQ201410385397
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年8月6日 優先權日:2014年8月6日
【發明者】鄒勇, 鄒增大, 吳東亭, 史傳偉, 李德剛 申請人:山東大學