專利名稱：一種用于不銹鋼等離子弧焊的焊劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種用于不銹鋼等離子弧焊的活性化焊劑，它是將三氧化二鉻、二氧化鋯和氟化鈣經(jīng)過物理作用，混合而成的一種混合物。
背景技術(shù)：
等離子弧焊焊接技術(shù)(PAW)是一種利用由等離子槍將陰極(如鎢極)和陽(yáng)極之間的自由電弧壓縮成高溫、高電離度、高能量密度及高焰流速度的電弧進(jìn)行焊接的先進(jìn)工藝。它可以在水平位置及垂直位置上焊接不銹鋼、鈦合金、鎳基合金等其它金屬及合金。電弧焊所能焊接的材料，等離子弧焊焊接幾乎全部能使用，并具有能量集中，穿透力強(qiáng)； 焊接速度快，焊接變形??；接頭強(qiáng)度高；可以不開坡口，一次焊雙面成型；對(duì)裂紋敏感性低等優(yōu)越性。同時(shí)由于等離子焊接設(shè)備投資不高，焊接成本低，焊前準(zhǔn)備少，接頭質(zhì)量?jī)?yōu)，焊件變形小，焊接高強(qiáng)鋼時(shí)不需預(yù)熱即可施焊，可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)焊，又不需真空技術(shù)，因此，是一種特別適合我國(guó)國(guó)防武器現(xiàn)代化的先進(jìn)制造技術(shù)。但常規(guī)的等離子弧焊焊接的缺點(diǎn)也是顯而易見的。對(duì)于中厚焊接件的焊接就需要增大電流，這樣會(huì)導(dǎo)致熔寬增大，而熔深卻增加的很少，并且常規(guī)的等離子弧焊的焊接過程穩(wěn)定性差和工藝裕度小、對(duì)材料成分變化的敏感性大、易出現(xiàn)咬邊現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種用于不銹鋼等離子弧焊的活性化焊劑，它使得在等離子弧焊焊接不銹鋼的過程中，實(shí)現(xiàn)耗能少、效率高、成本低、成形好等優(yōu)良的使用效果。
目前，國(guó)內(nèi)外很多科技人員利用活性化焊劑在TIG焊中起到明顯的效果。而關(guān)于活性等離子弧焊焊接的研究還比較薄弱。本發(fā)明是將活性化焊劑應(yīng)用到等離子弧焊的焊接過程中，并提出了一個(gè)新的技術(shù)方案。
本發(fā)明的目的是通過以下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)的該種用于不銹鋼等離子弧焊的焊劑，其特征在于焊劑的組成及配比按質(zhì)量百分比為三氧化二鉻35～45％，二氧化鋯45～55％，其余為氟化鈣。
將上述活性劑原料按規(guī)定比例混合均勻后進(jìn)行研磨制成活性劑。在焊接工件前，將一定量的活性劑置于容器中，加入適量丙酮，使其成為糊狀。用扁平毛刷將糊狀活性劑涂覆于待焊工件表面，待丙酮揮發(fā)后便可焊接。
在焊接過程中，電弧溫度很高，由于物質(zhì)的解離能通常都低于物質(zhì)的電離能，因此，電弧氣氛中的活性劑物質(zhì)將首先大量解離成原子態(tài)。其中氟化物和氧化物在解離過程中分別產(chǎn)生了氟氣分子或氟原子和氧氣分子或氧原子，其解離過程分別見公式
因?yàn)榻怆x過程需要外加能量，是吸熱反應(yīng)。多原子活性劑物質(zhì)的解離吸收了大量的解離能，迫使電弧為了達(dá)到新的能量平衡而產(chǎn)生收縮，活性劑的解離能越大，其解離過程中吸收的能量就越大，電弧收縮的程度就越大。
同時(shí)氧又進(jìn)入到熔池中，使得熔池表面張力降低。則在表面形成向內(nèi)的流動(dòng)，熔池中心區(qū)域由于溫度較高而具有較大的表面張力，而液體金屬也將在表面從周邊向中心進(jìn)而向下部流動(dòng)，這樣可以有效地將熱量傳遞至熔池底部，獲得深而窄的焊接熔池。


圖1、2為實(shí)施例1的

，其中，圖1為未使用活性劑的焊接熔深，圖2為使用活性劑的焊接熔深。
圖3、4為實(shí)施例2的

，其中，圖3為未使用活性劑的焊接咬邊形狀，圖4為使用活性劑的焊接咬邊形狀。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1稱三氧化二鉻45克，二氧化鋯45克，氟化鈣10克，混合均勻后進(jìn)行研磨制成活性劑。在焊接工件前，將一定量的活性劑置于容器中，加入適量丙酮，使其成為糊狀。用扁平毛刷將糊狀活性劑涂覆于待焊工件表面，待丙酮揮發(fā)后便可焊接。等離子弧焊的焊接電流為150A，焊接速度為250mm/min，等離子氣流量0.3LPM，保護(hù)氣流量15LPM，弧長(zhǎng)5mm的工藝參數(shù)下焊接，參見附圖1、2所示，使用此種活性劑后熔深增加一倍以上。圖1中，為未使用活性劑的焊接熔深為1.58mm，圖2中，使用活性劑的焊接熔深為3.94mm。
實(shí)施例2稱三氧化二鉻35克，二氧化鋯55克，氟化鈣10克，混合均勻后進(jìn)行研磨制成活性劑。在焊接工件前，將一定量的活性劑置于容器中，加入適量丙酮，使其成為糊狀。用扁平毛刷將糊狀活性劑涂覆于待焊工件表面，待丙酮揮發(fā)后便可焊接。等離子弧焊的焊接電流為160A，焊接速度為400mm/min，等離子氣流量2.7LPM，保護(hù)氣流量15LPM，弧長(zhǎng)4mm的工藝參數(shù)下焊接，參見附圖3、4所示，使用此種活性劑后可以消除咬邊。圖3中，為未使用活性劑的咬邊情況，圖4中，使用活性劑的咬邊情況得到了很大的改善。
采用本發(fā)明在不銹鋼等離子弧焊時(shí)，使用本發(fā)明所述的活性化焊劑，可使現(xiàn)有的焊接工藝變得簡(jiǎn)單并克服其熔深淺的缺點(diǎn)，同時(shí)很好地解決了焊縫咬邊的問題，實(shí)現(xiàn)耗能少、效率高、成本低、成形好的目標(biāo)。
權(quán)利要求
1.一種用于不銹鋼等離子弧焊的焊劑，其特征在于焊劑的組成及配比按質(zhì)量百分比為三氧化二鉻35～45％，二氧化鋯45～55％，其余為氟化鈣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于不銹鋼等離子弧焊的焊劑，其特征在于焊劑的組成及配比按質(zhì)量百分比為三氧化二鉻35～40％，二氧化鋯50～55％，其余為氟化鈣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于不銹鋼等離子弧焊的焊劑，其特征在于焊劑的組成及配比按質(zhì)量百分比為三氧化二鉻40～45％，二氧化鋯45～50％，其余為氟化鈣。
全文摘要
本發(fā)明是一種用于不銹鋼等離子弧焊的活性化焊劑，其特征在于焊劑的組成及配比按質(zhì)量百分比為三氧化二鉻 35～45％，二氧化鋯45～55％，其余為氟化鈣，在不銹鋼等離子弧焊時(shí)，使用本發(fā)明所述的活性化焊劑，可使現(xiàn)有的焊接工藝變得簡(jiǎn)單并克服其熔深淺的缺點(diǎn)，同時(shí)很好地解決了焊縫咬邊的問題，實(shí)現(xiàn)耗能少、效率高、成本低、成形好的目標(biāo)。
文檔編號(hào)B23K35/362GK1739908SQ20051010542
公開日2006年3月1日 申請(qǐng)日期2005年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月28日
發(fā)明者柴國(guó)明, 董春林, 朱軼峰, 張慧 申請(qǐng)人:中國(guó)航空工業(yè)第一集團(tuán)公司北京航空制造工程研究所