專利名稱：自動堆焊用柔性粉末帶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于用于非接合目的的電弧焊接方法領(lǐng)域。主要適用于金屬表面 大面積堆焊。
背景技術(shù)：
眾所周知，在表面磨損比較嚴(yán)重的情況下，為了延長零部件的使用壽命， 常在金屬表面堆焊一層耐磨合金，提高表面耐磨性能。在堆焊層中往往含有 一定量的硬化合金。在現(xiàn)有的幾種電弧堆悍方法中，各自具有不同的特點(diǎn) 氣體保護(hù)(或渣保護(hù))粉芯焊帶或粉芯焊絲自動堆焊方法，其堆焊效率高、 工藝過程穩(wěn)定、成分均勻，是較理想的堆焊方法。但由于受到焊帶、焊絲本 身裝填系數(shù)的限制，(一般小于40%)，堆焊層的合金含量也受到限制，不會 太高；另外，粉芯焊帶和焊絲的制造成本較高，影響大面積推廣使用。在現(xiàn) 有的堆焊方法中，也有的將合金粉末與粘結(jié)劑混合壓制成塊，堆焊前將粉塊 擺放在金屬表面上，以熱源熔化形成堆焊層。使用的熱源可以是碳弧電極、 手工焊條電弧、熔化極或非熔化極氣體保護(hù)焊電弧等明弧。這種方法的優(yōu)點(diǎn) 是堆焊合金含量高，焊材成本低，無須熔化焊劑，能量利用合理，不需清 渣，堆焊過程可視性好。其缺點(diǎn)是粉塊需手工擺放，甚至熱源也經(jīng)手工移 動，影響了操作的機(jī)械化程度；由于粉塊是在堆焊前擺放上去的，所以無法 在自轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)體表面上進(jìn)行堆焊；另外手工擺放的位置、間隔無法準(zhǔn)確一致， 影響堆焊層成分的均勻性。申請?zhí)枮镃N88105750.9的中國專利提供了一種埋弧自動焊覆層焊劑及 裝置。它是將粉末和焊絲分別獨(dú)立送入熔池，熔化后形成堆焊層整體。其成 本大幅下降，但仍需消耗大量焊劑，而且在實(shí)際操作過程中，時有因電弧不 能將焊劑下的粉末完全熔化，造成堆焊成分不準(zhǔn)確、不均勻，以及焊劑中因 混入了金屬粉而造成回收再利用的困難。
專利號ZL99119602.3的中國專利提供了一種金屬表面大面積堆焊的方 法。它是將金屬粉末置于一袋狀包裝物內(nèi)，壓制成具有 -定厚度和寬度的柔 性粉末帶，粉末帶可以根據(jù)需要制作成任意長度。堆焊時，粉末帶自動、連 續(xù)地鋪設(shè)在金屬表面，以熔化極氣體保護(hù)焊電弧為熱源，電極、粉末帶和金 屬表面層同時熔化，共同形成堆焊金屬層。此方法集中了上述各種方法的優(yōu) 點(diǎn)既可提高過渡合金的比例，能量利用合理，熔化效率高；又便于機(jī)械化 操作。但由于柔性帶制作方法，使得產(chǎn)品在使用中時常發(fā)生問題為了防止 柔性帶中粉末漏出，使用超薄塑料膜作包裝層的內(nèi)層，其中的金屬粉末因無 法固化而不能加入粘結(jié)劑，因此金屬粉末在柔性袋中處于流動狀態(tài)。當(dāng)施焊 前向鋼板表面不設(shè)粉末帶時，將發(fā)生隨粉末帶外形改變而產(chǎn)生的鋪設(shè)量不均 勻問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種降低成本，不僅能在多種堆焊工礦條件下實(shí) 現(xiàn)堆焊效率高、粉帶鋪設(shè)重量均勻，堆焊層成分更加準(zhǔn)確，且能在要求更高 的場合實(shí)現(xiàn)大面積堆焊的自動堆焊用柔性粉末帶。
根據(jù)上述目的，本發(fā)明整體的技術(shù)方案的工作原理為 柔性粉末帶由外層包裹材料和內(nèi)部粉末塊組成，寬度30 40mm，厚度 4 6mm。雖然粉塊體為剛性不可變形材料，但由于每塊長度只有15 20mm，在外層柔性材料的完全包裹中，柔性帶整體在長度方向呈良好的柔性，能夠 巻繞在軸盤中，并可以在堆焊操作過程中實(shí)現(xiàn)自動鋪設(shè)。
針對上述目的和工作原理，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案
本發(fā)明所述的自動堆焊用柔性粉末帶由金屬粉末塊和包裝層組成。金屬 粉塊由金屬粉與粘結(jié)劑混合經(jīng)壓制、燒結(jié)而成。包裝層由三種材料構(gòu)成第 一層為無紡布，第二層為編織線，第三層為熱熔膠膜；無紡布直接包裹在粉 塊上，編織線編織在無紡布外，熱熔膠膜貼敷在編織線外，將編織線與無紡 布粘合。制造無紡布和線的原材料是天然纖維或玻璃纖維。
所述柔性粉末帶的尺寸為厚3 8mm，寬20 50mm。 所屬的金屬粉末為根據(jù)堆焊層需要所設(shè)計(jì)的過渡金屬粉，如合金鑄鐵系、 鎳鉻合金系、鎳基合金系以及金屬陶瓷等。
本發(fā)明柔性粉末帶的制備方法是包裝制造粉末帶過程是連續(xù)進(jìn)行的， 具體步驟如下首先無紡布長帶在前行中鋪設(shè)在包裝機(jī)送料帶中，經(jīng)整理好 的粉塊單層、整齊、無間隙地碼放在無紡布的居中位置上，然后由翻邊機(jī)構(gòu) 將無紡布兩條側(cè)邊先后翻到粉塊上面，并重疊一定寬度，再由編織機(jī)牽引著 多根線在無紡布外編織線網(wǎng)，線網(wǎng)層將柔性帶包緊，最后，由膠槍噴嘴將熱 熔膠絲涂布在柔性帶的兩條上楞邊上，壓合成兩條膠膜將無紡布與編織線網(wǎng) 粘合在一起。隨著包裝機(jī)的連續(xù)工作，可以生產(chǎn)出無限長度的柔性帶。
本發(fā)明柔性粉末帶的使用方式是用于金屬表面大面積堆焊。采用熔化極 氣體保護(hù)焊(或非熔化極氣體保護(hù)焊)實(shí)施大面積堆焊時，粉末帶自動鋪設(shè) 在鋼板表面，焊槍放置在粉末帶上方，送出焊絲點(diǎn)燃電弧后，沿粉末帶寬度 方向擺動，同時沿粉末帶長度方向移動。這樣，在電弧加熱下，焊絲、合金 粉末鋼板表面同時熔化形成熔池，冷卻凝固后形成堆焊金屬。使用范圍包括熔化極氣體保護(hù)堆焊、非熔化極氣體保護(hù)堆焊、埋弧堆焊、耐磨層堆焊及耐 蝕層堆焊。
本發(fā)明的與現(xiàn)有技術(shù)相比具有降低成本，不僅能在多種堆焊工礦條件下 實(shí)現(xiàn)堆焊效率高、粉帶鋪設(shè)重量均勻，堆焊層成分更加準(zhǔn)確，且能在要求更 高的場合實(shí)現(xiàn)大面積堆焊的優(yōu)點(diǎn)。具體優(yōu)點(diǎn)如下
本發(fā)明所述的柔性帶中金屬粉末狀態(tài)由原來自由粉狀改為經(jīng)過壓制、燒 結(jié)的粉塊狀，因而具有如下優(yōu)點(diǎn)
(1) 粉塊沒有流動性，因此不會產(chǎn)生粉帶鋪設(shè)重量不均勻問題，使堆焊成 分更加準(zhǔn)確。
(2) 粉塊具有一定強(qiáng)度，能保證在鋪設(shè)過程中自身不易破裂、散碎，即使 采用不完全密封的無紡布和線網(wǎng)作外包裝材料，也不會漏粉。
(3) 采用天然纖維無紡布和線網(wǎng)作外包裝材料代替高分子超薄薄膜，減少 了氧、氮進(jìn)入焊接熔池的來源，為該堆焊工藝應(yīng)用在要求更高的場合(如耐 蝕堆焊)提供了條件。


附圖1為本發(fā)明柔性粉末帶的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1中，1為柔性帶中的粉塊，2為天然纖維無紡布，3為天然纖維線網(wǎng)， 4為熱熔膠膜。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明所述的技術(shù)方案，制備了 3批柔性粉末帶。
實(shí)施例柔性粉末帶的外層包裝材料無紡布、線網(wǎng)材料種類如表1所示。 實(shí)施例柔性粉末帶的外形尺寸以及粉末袋中的金屬粉末種類也列入表1中。 所采用粘結(jié)劑、熱熔膠膜均為常規(guī)市售粘結(jié)劑、熱熔膠。采用本發(fā)明實(shí)施例1柔性粉末帶，在低碳鋼金屬表面上進(jìn)行耐磨層堆焊。
結(jié)果堆焊工藝過程穩(wěn)定，堆焊后測量堆焊層硬度為HRC62 65，堆焊層表
面成形良好。
表1實(shí)施例柔性粉末帶的外層包裝材料的三層組成、金屬粉末種類及外型尺寸
批號123
柔性粉末帶外形 尺寸厚mm546
寬mm353140
外包裝層材料無紡布棉纖維木漿木槳
線網(wǎng)棉線石英玻璃纖 維線棉線
熱熔膠涂敷有有有
粉末帶內(nèi)金屬粉末種類合金鑄鐵系鎳鉻合金系金屬陶瓷
權(quán)利要求
1、一種自動堆焊用柔性粉末帶，其特征在于(1)該自動堆焊用柔性粉末帶由金屬粉末塊和包裝層組成；(2)金屬粉塊由金屬粉與粘結(jié)劑混合經(jīng)壓制、燒結(jié)而成；(3)包裝層由三種材料構(gòu)成第一層為無紡布，第二層為編織線，第三層為熱熔膠膜；(4)無紡布直接包裹在粉塊上，編織線編織在無紡布外，熱熔膠膜貼敷在編織線外，將編織線與無紡布粘合。
2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的自動堆焊用柔性粉末帶，其特征在于制造無紡布和編織線的原材料是天然纖維或玻璃纖維。
全文摘要
本發(fā)明屬于用于非接合目的的電弧焊接方法領(lǐng)域。主要適用于金屬表面大面積堆焊。本發(fā)明所述的自動堆焊用柔性粉末帶由金屬粉末塊和包裝層組成。金屬粉塊由金屬粉與粘結(jié)劑混合經(jīng)壓制、燒結(jié)而成。包裝層由三種材料構(gòu)成第一層為無紡布，第二層為編織線，第三層為熱熔膠膜；無紡布直接包裹在粉塊上，編織線編織在無紡布外，熱熔膠膜貼敷在編織線外，將編織線與無紡布粘合。制造無紡布和線的原材料是天然纖維或玻璃纖維。本發(fā)明的與現(xiàn)有技術(shù)相比具有降低成本，不僅能在多種堆焊工礦條件下實(shí)現(xiàn)堆焊效率高、粉帶鋪設(shè)重量均勻，堆焊層成分更加準(zhǔn)確，且能在要求更高的場合實(shí)現(xiàn)大面積堆焊的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號B23K35/00GK101524788SQ20091008034
公開日2009年9月9日 申請日期2009年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月20日
發(fā)明者張曉牧, 柏 楊, 肖紅軍, 馬成勇 申請人:鋼鐵研究總院