專利名稱：一種金屬板材的噴射焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及焊接技術(shù)，特別涉及一種金屬板材的噴射焊接方法。
背景技術(shù)：
目前，金屬板材的焊接方法比較多，常見的方法介紹如下
(I)手弧焊
手弧焊是各種電弧焊方法中發(fā)展最早、目前仍然應(yīng)用最廣的一種焊接方法。1888 年，俄羅斯發(fā)明了手工電弧焊接技術(shù)，使用無藥皮的裸露金屬棒來產(chǎn)生保護氣體。直到20 世紀(jì)初，在瑞典發(fā)明卡爾伯格過程(Kjellberg process)和Quas1-arc方法傳入英國后,藥 皮焊條才開始發(fā)展起來。值得注意的是，由于成本較高，剛開始人們不怎么使用藥皮焊條。 它是以外部涂有涂料的焊條作電極和填充金屬，電弧是在焊條的端部和被焊工件表面之間 燃燒。涂料在電弧熱作用下一方面可以產(chǎn)生氣體以保護電弧，另一方面可以產(chǎn)生熔渣覆蓋 在熔池表面，防止熔化金屬與周圍氣體的相互作用。熔渣的更重要作用是與熔化金屬產(chǎn)生 物理化學(xué)反應(yīng)或添加合金元素，改善焊縫金屬能。手弧焊設(shè)備簡單、輕便，操作靈活?？梢?應(yīng)用于維修及裝配中的短縫的焊接，特別是可以用于難以達到的部位的焊接。手弧焊配用 相應(yīng)的焊條可適用于大多數(shù)工業(yè)用碳鋼、不銹鋼、鑄鐵、銅、鋁、鎳及其合金。
(2)鎢極氣體保護電弧焊
這是一種不熔化極氣體保護電弧焊，是利用鎢極和工件之間的電弧使金屬熔化而 形成焊縫的。焊接過程中鎢極不熔化，只起電極的作用。同時由焊炬的噴嘴送進氬氣或氦 氣作保護。還可根據(jù)需要另外添加金屬。在國際上通稱為TIG焊。鎢極氣體保護電弧焊由 于能很好地控制熱輸入，所以它是連接薄板金屬和打底焊的一種極好方法。這種方法幾乎 可以用于所有金屬的連接，尤其適用于焊接鋁、鎂這些能形成難熔氧化物的金屬以及象鈦 和鋯這些活潑金屬。這種焊接方法的焊縫質(zhì)量高，但與其它電弧焊相比，其焊接速度較慢。
(3)熔化極氣體保護電弧焊
這種焊接方法是利用連續(xù)送進的焊絲與工件之間燃燒的電弧作熱源，由焊炬噴嘴 噴出的氣體保護電弧來進行焊接的。熔化極氣體保護電弧焊通常用的保護氣體有氬氣、氦 氣、CO2氣或這些氣體的混合氣。以氬氣或氦氣為保護氣時稱為熔化極惰性氣體保護電弧焊 (在國際上簡稱為MIG焊)；以惰性氣體與氧化性氣體(02、C02)混合氣為保護氣體時，或以 CO2氣體或C02+02混合氣為保護氣時，或以CO2氣體或C02+02混合氣為保護氣時，統(tǒng)稱為熔 化極活性氣體保護電弧焊(在國際上簡稱為MAG焊)。熔化極氣體保護電弧焊的主要優(yōu)點 是可以方便地進行各種位置的焊接，同時也具有焊接速度較快、熔敷率高等優(yōu)點。熔化極活 性氣體保護電弧焊可適用于大部分主要金屬，包括碳鋼、合金鋼。熔化極惰性氣體保護焊適 用于不銹鋼、鋁、鎂、銅、鈦、鋯及鎳合金。利用這種焊接方法還可以進行電弧點焊。
(4)等離子弧焊
等離子弧焊也是一種不熔化極電弧焊。它是利用電極和工件之間地壓縮電弧(叫 轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)移電弧)實現(xiàn)焊接的。所用的電極通常是鎢極。產(chǎn)生等離子弧的等離子氣可用氬氣、氮氣、氦氣或其中二者之混合氣。同時還通過噴嘴用惰性氣體保護。焊接時可以外加填充 金屬，也可以不加填充金屬。等離子弧焊焊接時，由于其電弧挺直、能量密度大、因而電弧穿 透能力強。等離子弧焊焊接時產(chǎn)生的小孔效應(yīng)，對于一定厚度范圍內(nèi)的大多數(shù)金屬可以進 行不開坡口對接，并能保證熔透和焊縫均勻一致。因此，等離子弧焊的生產(chǎn)率高、焊縫質(zhì)量 好。但等離子弧焊設(shè)備(包括噴嘴)比較復(fù)雜，對焊接工藝參數(shù)的控制要求較高。鎢極氣 體保護電弧焊可焊接的絕大多數(shù)金屬，均可采用等離子弧焊接。與之相比，對于1_以下的 極薄的金屬的焊接，用等離子弧焊可較易進行。
(5)管狀焊絲電弧焊
管狀焊絲電弧焊也是利用連續(xù)送進的焊絲與工件之間燃燒的電弧為熱源來進行 焊接的，可以認為是熔化極氣體保護焊的一種類型。所使用的焊絲是管狀焊絲，管內(nèi)裝有各 種組分的焊劑。焊接時，外加保護氣體，主要是co2。焊劑受熱分解或熔化，起著造渣保護溶 池、滲合金及穩(wěn)弧等作用。管狀焊絲電弧焊除具有上述熔化極氣體保護電弧焊的優(yōu)點外，由 于管內(nèi)焊劑的作用，使之在冶金上更具優(yōu)點。管狀焊絲電弧焊可以應(yīng)用于大多數(shù)黑色金屬 各種接頭的焊接。管狀焊絲電弧焊在一些工業(yè)先進國家已得到廣泛應(yīng)用?！肮軤詈附z”即現(xiàn) 在所說的“藥芯焊絲”。
(6)電阻焊
這是以電阻熱為能源的一類焊接方法，包括以熔渣電阻熱為能源的電渣焊和以固 體電阻熱為能源的電阻焊。由于電渣焊更具有獨特的特點，故放在后面介紹。這里主要介 紹幾種固體電阻熱為能源的電阻焊，主要有點焊、縫焊、凸焊及對焊等。電阻焊一般是使工 件處在一定電極壓力作用下并利用電流通過工件時所產(chǎn)生的電阻熱將兩工件之間的接觸 表面熔化而實現(xiàn)連接的焊接方法。通常使用較大的電流。為了防止在接觸面上發(fā)生電弧并 且為了鍛壓焊縫金屬，焊接過程中始終要施加壓力。進行這一類電阻焊時，被焊工件的表面 善對于獲得穩(wěn)定的焊接質(zhì)量是頭等重要的。因此，焊前必須將電極與工件以及工件與工件 間的接觸表面進行清理。點焊、縫焊和凸焊的牾在于焊接電流(單相)大(幾千至幾萬安 培)，通電時間短(幾周波至幾秒)，設(shè)備昂貴、復(fù)雜，生產(chǎn)率高，因此適于大批量生產(chǎn)。主要 用于焊接厚度小于3_的薄板組件。各類鋼材、鋁、鎂等有色金屬及其合金、不銹鋼等均可 焊接。
(7)電子束焊
電子束焊是以集中的高速電子束轟擊工件表面時所產(chǎn)生的熱能進行焊接的方法。 電子束焊接時，由電子槍產(chǎn)生電子束并加速。常用的電子束焊有高真空電子束焊、低真空 電子束焊和非真空電子束焊。前兩種方法都是在真空室內(nèi)進行。焊接準(zhǔn)備時間(主要是抽 真空時間)較長，工件尺寸受真空室大小限制。電子束焊與電弧焊相比，主要的特點是焊縫 熔深大、熔寬小、焊縫金屬純度高。它既可以用在很薄材料的精密焊接，又可以用在很厚的 (最厚達300_)構(gòu)件焊接。所有用其它焊接方法能進行熔化焊的金屬及合金都可以用電子 束焊接。主要用于要求高質(zhì)量的產(chǎn)品的焊接。還能解決異種金屬、易氧化金屬及難熔金屬 的焊接。但不適于大批量產(chǎn)品。
(8)、激光焊
激光焊是利用大功率相干單色光子流聚焦而成的激光束為熱源進行的焊接。這種 焊接方法通常有連續(xù)功率激光焊和脈沖功率激光焊。激光焊優(yōu)點是不需要在真空中進行，缺點則是穿透力不如電子束焊強。激光焊時能進行精確的能量控制，因而可以實現(xiàn)精密微 型器件的焊接。它能應(yīng)用于很多金屬，特別是能解決一些難焊金屬及異種金屬的焊接。
(9)、釬焊
釬焊的能源可以是化學(xué)反應(yīng)熱，也可以是間接熱能。它是利用熔點比被焊材料的 熔點低的金屬作釬料，經(jīng)過加熱使釬料熔化，毛細管作用將釬料及入到接頭接觸面的間隙 內(nèi)，潤濕被焊金屬表面，使液相與固相之間互擴散而形成釬焊接頭。因此，釬焊是一種固相 兼液相的焊接方法。釬焊加熱溫度較低，母材不熔化，而且也不需施加壓力。但焊前必須采 取一定的措施清除被焊工件表面的油污、灰塵、氧化膜等。這是使工件潤濕性好、確保接頭 質(zhì)量的重要保證。釬料的液相線濕度高于450°C而低于母材金屬的熔點時，稱為硬釬焊；低 于450°C時，稱為軟釬焊。根據(jù)熱源或加熱方法不同釬焊可分為火焰釬焊、感應(yīng)釬焊、爐中 釬焊、浸沾釬焊、電阻釬焊等。釬焊時由于加熱溫度比較低，故對工件材料的性能影響較小， 焊件的應(yīng)力變形也較小。但釬焊接頭的強度一般比較低，耐熱能力較差。釬焊可以用于焊 接碳鋼、不銹鋼、高溫合金、鋁、銅等金屬材料，還可以連接異種金屬、金屬與非金屬。適于焊 接受載不大或常溫下工作的接頭，對于精密的、微型的以及復(fù)雜的多釬縫的焊件尤其適用。
(10)電渣焊
電渣焊是以熔渣的電阻熱為能源的焊接方法。焊接過程是在立焊位置、在由兩工 件端面與兩側(cè)水冷銅滑塊形成的裝配間隙內(nèi)進行。焊接時利用電流通過熔渣產(chǎn)生的電阻熱 將工件端部熔化。根據(jù)焊接時所用的電極形狀，電渣焊分為絲極電渣焊、板極電渣焊和熔嘴 電渣焊。電渣焊的優(yōu)點是可焊的工件厚度大(從30mm到大于1000mm)，生產(chǎn)率高。主要 用于在斷面對接接頭及丁字接頭的焊接。電渣焊可用于各種鋼結(jié)構(gòu)的焊接，也可用于鑄件 的組焊。電渣焊接頭由于加熱及冷卻均較慢，熱影響區(qū)寬、顯微組織粗大、韌、因此焊接以后 一般須進行正火處理。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種金屬板材的噴射焊接方法，通過采用金屬板材相同材 質(zhì)的焊接材料與金屬板材產(chǎn)生重熔，凝固后互相連接，并利用軋輥對焊縫進行軋制，從而使 得焊縫處材料的致密度進一步提高，經(jīng)過后續(xù)的側(cè)刀清除使得焊縫整齊一致，焊縫性能與 金屬板材相當(dāng)。
為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種金屬板材的噴射焊接方法，包括如下步驟
I)焊接前對兩塊待焊接金屬板材焊縫處先進行處理，使得待焊焊縫處呈可以容納 霧化顆粒的凹槽結(jié)構(gòu)；并預(yù)熱焊縫溫度至液相線下50 200°C ；
2)在坩鍋中制備與待焊接金屬板材相同材質(zhì)的金屬液，當(dāng)金屬液過熱度達到 20 150°C時，坩鍋底部連接導(dǎo)流管霧化噴嘴，提升導(dǎo)流管上端塞棒系統(tǒng)，對待焊接金屬板 材的焊縫處進行澆注，金屬液通過霧化噴嘴霧化形成金屬顆粒霧化錐，金屬顆粒迅速粘結(jié) 在待焊接金屬板材的焊縫處，與焊縫處板材邊部金屬發(fā)生重熔，并迅速凝固從而將分離的 待焊接金屬板材連接在一起；
3)在熱狀態(tài)下由后續(xù)的軋輥對焊縫進行軋制，使得焊縫內(nèi)的金屬致密度提高，最 終達到與金屬板材性能相當(dāng)?shù)乃剑?br> 4)對焊縫處清理、平齊。
進一步，所述的焊縫的形狀為三角形、梯形、或半圓形。
所述的焊縫中心與霧化錐中心在同一平面內(nèi)。
所述的霧化錐中心與焊縫中心可根據(jù)要求兩者間角度在25 165°之間內(nèi)變化。
作為優(yōu)選，在噴射焊接過程中，首先在焊縫處噴射一層沉積層，其金屬液過熱度 100 150°C ;然后，在沉積層上再噴射一層霧化層，其金屬液過熱度20 80°C，霧化金屬 液的流量5 20kg/s及霧化壓力O.1 2MPa，并隨后冷卻凝固。
另外，所述的霧化層中顆粒的液固比保持在O. 3 O. 7，質(zhì)量比計。
所述的霧化層高出金屬板材表面的高度3 10mm。
再有，霧化層形成后，軋制裝置對形成的焊縫進行致密化處理，軋制裝置包括雙輥 軋制、單輥軋制及上下壓緊軋制。
又，本發(fā)明雙輥軋制中，采用上部壓緊輥和下部承接輥，金屬板材在噴射焊過程中 通過下部承接輥進行移動、輸送，當(dāng)金屬板材完成表面沉積層和霧化層的噴射后，上部壓緊 輥伸出到焊縫處，與下部承接輥共同作用對焊縫進行軋制，軋制完成后，在雙輥軋制的后方 設(shè)置清理裝置對焊縫進行切割平齊，使焊縫與金屬板材表面高度齊平。
本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明對于同種材質(zhì)的金屬板材，邊部設(shè)計成特定的形狀并預(yù)熱至液相線下 50 200°C，通過熔煉坩鍋制備相同材質(zhì)的金屬，坩鍋底部連接導(dǎo)流管霧化器，當(dāng)熔煉金屬 過熱度達到20 150°C時，提升導(dǎo)流管上端塞棒系統(tǒng)，進行澆注霧化，高過熱度金屬在霧化 成細小顆粒后迅速粘結(jié)在板材的邊部，并與邊部金屬發(fā)生重熔，并迅速凝固從而將分離的 板材連接在一起，在熱狀態(tài)下后續(xù)的軋輥對焊縫進行軋制，使得焊縫內(nèi)的金屬致密度提高， 最終達到與板材性能相當(dāng)?shù)乃健?br>

圖1為本發(fā)明實施例的示意圖。
具體實施方式
本發(fā)明的一種金屬板材的噴射焊接方法，包括如下步驟
I)焊接前對兩塊待焊接金屬板材焊縫處先進行處理，使得待焊焊縫處呈可以容納 霧化顆粒的凹槽結(jié)構(gòu)；并預(yù)熱焊縫溫度至液相線下50 200°C ；
2)在坩鍋中制備與待焊接金屬板材相同材質(zhì)的金屬液，當(dāng)金屬液過熱度達到 20 150°C時，坩鍋底部連接導(dǎo)流管霧化噴嘴，提升導(dǎo)流管上端塞棒系統(tǒng)，對待焊接金屬板 材的焊縫處進行澆注，金屬液通過霧化噴嘴霧化形成金屬顆粒霧化錐，金屬顆粒迅速粘結(jié) 在待焊接金屬板材的焊縫處，與焊縫處板材邊部金屬發(fā)生重熔，并迅速凝固從而將分離的 待焊接金屬板材連接在一起；
3)在熱狀態(tài)下由后續(xù)的軋輥對焊縫進行軋制，使得焊縫內(nèi)的金屬致密度提高，最 終達到與金屬板材性能相當(dāng)?shù)乃剑?br> 4)對焊縫處清理平齊。
參見圖1，首先，將金屬母料在坩鍋I中熔化成為金屬液5，此處金屬液5的成份和溫度需進行控制金屬液5的成份與所焊接板材的成份相似；金屬液5的溫度保持在20 150°C的過熱度。當(dāng)金屬液5的成份和溫度達到要求后，提起導(dǎo)液管2中的塞棒4進行澆注， 當(dāng)金屬液5流經(jīng)霧化噴嘴3的過程中，被霧化噴嘴3噴出的高速氣流霧化，金屬液5形成細 小的金屬顆粒霧化錐6。
金屬板材7、8在噴射焊接前對焊縫處先進行處理，使得焊縫處呈現(xiàn)可以容納霧化 顆粒的凹槽，該焊縫的形狀可以為三角形、梯形、半圓形等。
金屬板材7、8在噴射焊之前先進行對中安裝，使得焊縫中心與霧化錐中心在同一 平面內(nèi)。而霧化錐中心與焊縫中心可以根據(jù)要求其角度可以在25 165°之間內(nèi)變化。
金屬板材7、8在噴射焊接前先對焊縫處進行預(yù)熱處理，使得焊縫處的溫度達到低 于液相線50 2000C ο
金屬板材7、8在噴射焊過程中首先在表面噴射一層高過熱度金屬液5，在此過程 中，一般根據(jù)板材長度，計算霧化金屬液5的流量及霧化壓力，保證該表面沉積層9能夠具 有充分的熱量使得焊縫處金屬與表面沉積層9重新熔合，并隨后迅速冷卻凝固。
金屬板材7、8在噴射焊過程中當(dāng)表面沉積層9噴射完成后，接著進行霧化層12的 噴射，該霧化層12附著在表面沉積層9上方，霧化層12中顆粒的液固比保持在O. 3 O. 7， 霧化的作用使得金屬顆粒以高速沖擊在表面沉積層9上，并發(fā)生快速凝固，與表面沉積層9 形成致密的金屬。
霧化層12高度一般高出金屬板材高度的3 10mm，在霧化層12形成后，在噴射成 形裝置的后部設(shè)置有軋制裝置用以對形成的焊縫進行致密化處理。該軋制裝置可以是雙輥 軋制、單輥軋制及上下壓緊軋制等裝置。
本發(fā)明中采用的為雙輥軋制，它包括上部壓緊輥10和下部承接輥11，上述的金屬 板材在噴射焊過程中通過下部承接輥11進行移動、輸送。當(dāng)金屬板材完成表面沉積層9和 霧化層12的噴射后，上部壓緊輥10伸出到焊縫處，與下部承接輥11共同作用對焊縫進行 軋制，軋制完成后，在雙輥軋制的后方設(shè)置側(cè)刀清理裝置13對焊縫進行切割平齊，使得焊 縫與金屬板材的高度保持一致。
實施例1
所噴射焊板材為低碳鋼，其成份為(%含量)C(0. 04), Si (O. 32), Mn (O. 8), P (O. 01)、S (O. 01)，其中板材 I 長 X 寬 X 高=2000mmX300mmX20mm，板材 2 長 X 寬 X 高 =2000mmX300mmX20mm。
(I)將所焊板材邊部進行處理，切割成三角形焊縫；
(2)將所焊板材通過下部承接輥安裝在噴射成形裝置下方，并通過控制裝置可以 控制下部承接輥的正向、反向旋轉(zhuǎn)。
(3)調(diào)節(jié)噴射成形裝置霧化錐中心線與板材焊縫中心線在同一平面上，并使板材 焊縫呈水平，與噴射成形裝置霧化錐中心線呈90° ;
(4)在熔煉坩鍋內(nèi)裝入母材，制備處與所焊板材成份基本一致的熔融鋼水，其過熱 度保持在80°C。
(5)在上述金屬熔化的過程中對板材的焊縫進行預(yù)熱，使得焊縫處的溫度達到液 相線下80°C。
(6)提起熔煉坩鍋內(nèi)的塞棒，開始霧化，同時控制下部承接輥轉(zhuǎn)動使得板材朝向噴射霧化錐進行移動，控制其速度為100mm/min，使得在板材焊縫處形成厚度約為5mm的表面 沉積層；
(7)當(dāng)沉積層形成后，控制下部承接輥轉(zhuǎn)動使得板材朝遠離噴射霧化錐移動，板 材的移動速度控制在60mm/min霧化錐在焊縫處的表面沉積層形成霧化層，其厚度控制在 28mm ；
(8)當(dāng)霧化層形成后，啟動上部壓緊輥至焊縫上方，與下部承接輥配合形成雙輥軋 制，施加壓力為50t,將霧化層厚度壓下至22_。
(9)在雙輥壓下后，啟動雙輥后方的側(cè)刀清理裝置，對高出金屬板材的霧化層進行 切割清理，使得焊縫處金屬層高度與金屬板材高度平齊，最終形成焊接層。
實施例2
所噴射焊板材為中碳鋼，其成份為含量)C(0.4)、Si(0.8)、Mn(1.2)、 P (O. 01)、S (O. 01)，其中板材 I 長 X 寬 X 高=3000_X400_X30mm，板材 2 長 X 寬 X 高 =3000mmX400mmX30mmo
(I)將所焊板材邊部進行處理，切割成梯形焊縫；
(2)將所焊板材通過下部承接輥安裝在噴射成形裝置下方，并通過控制裝置可以 控制下部承接輥的正向、反向旋轉(zhuǎn)。
(3)調(diào)節(jié)噴射成形裝置霧化錐中心線與板材焊縫中心線在同一平面上，并使板材 焊縫呈與水平面呈35°，與噴射成形裝置霧化錐中心線呈65° ;
(4)在熔煉坩鍋內(nèi)裝入母材，制備處與所焊板材成份基本一致的熔融鋼水，其過熱 度保持在100°c。
(5)在上述金屬熔化的過程中對板材的焊縫進行預(yù)熱，使得焊縫處的溫度達到液 相線下90°C。
(6)提起熔煉坩鍋內(nèi)的塞棒，開始霧化，同時控制下部承接輥轉(zhuǎn)動使得板材朝向噴 射霧化錐進行移動，控制其速度為80mm/min，使得在板材焊縫處形成厚度約為4mm的表面 沉積層；
(7)當(dāng)沉積層形成后，控制下部承接輥轉(zhuǎn)動使得板材朝遠離噴射霧化錐移動，板 材的移動速度控制在50mm/min霧化錐在焊縫處的表面沉積層形成霧化層，其厚度控制在 35mm ；
(8)當(dāng)霧化層形成后，啟動上部壓緊輥至焊縫上方，與下部承接輥配合形成雙輥軋 制，施加壓力為60t,將霧化層厚度壓下至32_。
(9)在雙輥壓下后，啟動雙輥后方的側(cè)刀清理裝置，對高出金屬板材的霧化層進行 切割清理，使得焊縫處金屬層高度與金屬板材高度平齊。
實施例3
所噴射焊板材為高合金鋼，其成份為含量)C(1.2)、Si(0.4)、Mn(1.8)、 P (O. 01) ,S (O. 01) ,V(l. 5)其中板材 I 長 X 寬 X 高=2500_X350_X25mm，板材 2 長 X 寬 X 高=2500mm X 350mm X 25mm。
(I)將所焊板材邊部進行處理，切割成圓形焊縫；
(2)將所焊板材通過下部承接輥安裝在噴射成形裝置下方，并通過控制裝置可以 控制下部承接輥的正向、反向旋轉(zhuǎn)。
(3)調(diào)節(jié)噴射成形裝置霧化錐中心線與板材焊縫中心線在同一平面上，并使板材 焊縫呈與水平面呈45°，與噴射成形裝置霧化錐中心線呈45° ;
(4)在熔煉坩鍋內(nèi)裝入母材，制備處與所焊板材成份基本一致的熔融鋼水，其過熱 度保持在120°C。
(5)在上述金屬熔化的過程中對板材的焊縫進行預(yù)熱，使得焊縫處的溫度達到液 相線下IlO0Co
(6)提起熔煉坩鍋內(nèi)的塞棒，開始霧化，同時控制下部承接輥轉(zhuǎn)動使得板材朝向噴 射霧化錐進行移動，控制其速度為90mm/min，使得在板材焊縫處形成厚度約為6mm的表面 沉積層；
(7)當(dāng)沉積層形成后，控制下部承接輥轉(zhuǎn)動使得板材朝遠離噴射霧化錐移動，板 材的移動速度控制在65mm/min霧化錐在焊縫處的表面沉積層形成霧化層，其厚度控制在 30mm ；
(8)當(dāng)霧化層形成后，啟動上部壓緊輥至焊縫上方，與下部承接輥配合形成雙輥軋 制，施加壓力為70t,將霧化層厚度壓下至26_。
(9)在雙輥壓下后，啟動雙輥后方的側(cè)刀清理裝置，對高出金屬板材的霧化層進行 切割清理，使得焊縫處金屬層高度與金屬板材高度平齊，最終形成焊接層。
噴射成形是繼鑄造冶金和粉末冶金方法之后發(fā)展起來的第三類金屬材料的制備 方法。噴射成形技術(shù)是一種先進材料制備技術(shù)，國內(nèi)外許多研究機構(gòu)和企業(yè)投入大量的人 力、物力研究和開發(fā)這項新技術(shù)，并取得很大進展。噴射焊接方法是以噴射成型技術(shù)衍生出 來的用于板材連接的一種新焊接方法，國內(nèi)外均沒有報道。通過在噴射成型的實驗過程中， 證明該方法可行。
權(quán)利要求
1.一種金屬板材的噴射焊接方法，包括如下步驟1)焊接前對兩塊待焊接金屬板材焊縫處先進行處理，使得待焊焊縫處呈可以容納霧化顆粒的凹槽結(jié)構(gòu)；并預(yù)熱焊縫溫度至液相線下50 200°C ；2)在坩鍋中制備與待焊接金屬板材相同材質(zhì)的金屬液，當(dāng)金屬液過熱度達到20 150°C時，坩鍋底部連接導(dǎo)流管霧化噴嘴，提升導(dǎo)流管上端塞棒系統(tǒng)，對待焊接金屬板材的焊縫處進行澆注，金屬液通過霧化噴嘴霧化形成金屬顆粒霧化錐，金屬顆粒迅速粘結(jié)在待焊接金屬板材的焊縫處，與焊縫處板材邊部金屬發(fā)生重熔，并迅速凝固從而將分離的待焊接金屬板材連接在一起；3)在熱狀態(tài)下由后續(xù)的軋輥對焊縫進行軋制，使得焊縫內(nèi)的金屬致密度提高，最終達到與金屬板材性能相當(dāng)?shù)乃剑?)對焊縫處清理、平齊。
2.如權(quán)利要求1所述的金屬板材的噴射焊接方法，其特征是，所述的焊縫的形狀為三角形、梯形、或半圓形。
3.如權(quán)利要求1所述的金屬板材的噴射焊接方法，其特征是，所述的焊縫中心與霧化錐中心在同一平面內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1或3所述的金屬板材的噴射焊接方法，其特征是，所述的霧化錐中心與焊縫中心可根據(jù)要求兩者間角度在25 165°之間內(nèi)變化。
5.如權(quán)利要求1所述的金屬板材的噴射焊接方法，其特征是，在噴射焊接過程中，首先在焊縫處噴射一層沉積層，其金屬液過熱度100 150°c ;然后，在沉積層上再噴射一層霧化層，其金屬液過熱度20 80°C，霧化金屬液的流量5 20kg/s及霧化壓力O.1 2MPa， 并隨后冷卻減固。
6.如權(quán)利要求5所述的金屬板材的噴射焊接方法，其特征是，所述的霧化層中顆粒的液固比保持在O. 3 O. 7，質(zhì)量比計。
7.如權(quán)利要求5或6所述的金屬板材的噴射焊接方法，其特征是，所述的霧化層高出金屬板材表面的高度3 10mm。
8.如權(quán)利要求5或6所述的金屬板材的噴射焊接方法，其特征是，霧化層形成后，軋制裝置對形成的焊縫進行致密化處理，軋制裝置包括雙輥軋制、單輥軋制及上下壓緊軋制。
9.如權(quán)利要求8所述的金屬板材的噴射焊接方法，其特征是，雙輥軋制中，采用上部壓緊輥和下部承接輥，金屬板材在噴射焊過程中通過下部承接輥進行移動、輸送，當(dāng)金屬板材完成表面沉積層和霧化層的噴射后，上部壓緊輥伸出到焊縫處，與下部承接輥共同作用對焊縫進行軋制，軋制完成后，在雙輥軋制的后方設(shè)置清理裝置對焊縫進行切割平齊，使焊縫與金屬板材表面高度齊平。
全文摘要
一種金屬板材的噴射焊接方法，包括如下步驟1)焊接前對兩塊待焊接金屬板材焊縫處先進行處理；并預(yù)熱焊縫溫度至液相線下50～200℃；2)在坩鍋中制備與待焊接金屬板材相同材質(zhì)的金屬液，當(dāng)金屬液過熱度達到20～150℃時，坩鍋底部連接導(dǎo)流管霧化噴嘴，提升導(dǎo)流管上端塞棒系統(tǒng)，對待焊接金屬板材的焊縫處進行澆注，金屬液通過霧化噴嘴霧化形成金屬顆粒霧化錐，金屬顆粒迅速粘結(jié)在焊縫處，與焊縫處板材邊部金屬發(fā)生重熔，并迅速凝固從而將分離的待焊接金屬板材連接在一起；3)在熱狀態(tài)下由后續(xù)的軋輥對焊縫進行軋制，使得焊縫內(nèi)的金屬致密度提高，最終達到與金屬板材性能相當(dāng)?shù)乃剑?)對焊縫處清理、平齊。本發(fā)明使焊縫性能與金屬板材一致。
文檔編號B23K28/00GK103028850SQ20111029569
公開日2013年4月10日 申請日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者任三兵, 樊俊飛, 樂海榮, 趙順利 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司