專利名稱：一種鑄鐵閥門密封面堆焊銅合金的tig/mig間接電弧方法
技術領域：
本發(fā)明涉及焊接領域，更加具體地說，涉及鑄鐵蝶形閥門堆焊銅合金的工藝方法。
背景技術：
閥門是機械工業(yè)中經(jīng)常用到一種裝置，在有些場合要求閥門與銅質工件配合，在這種條件下為了實現(xiàn)密封和增加銅質工件使用壽命，就要在閥門密封面上堆焊一層銅。目前國內小口徑鑄鐵閥門密封面銅合金的熔敷，大部分都是采用手工氧乙炔火焰釬焊的方法進行，這種方法效率低，對工人的要求高，生產環(huán)境差，浪費了大量人力物力；等離子堆焊方法也常應用于鑄鐵閥門銅合金的堆焊，這種方法雖然焊接質量好，但是主要應用于較大口徑閥門的焊接，且銅合金粉末成本較高，設備復雜，前期的投資較多。同時，由于焊接熱輸入很大，母材稀釋率很高，銅層出現(xiàn)泛鐵現(xiàn)象，增加了與之配合的銅質工件磨損損耗。中國專利201210330264.4提出采用脈沖熔化極氬弧焊的方法來進行球墨鑄鐵閥門堆焊不銹鋼，該種方法采用脈沖直流電，IS氣和CO2的混合氣體作為保護氣,最后焊接速度為8 15cm/min,最后焊接結果滿足力學性能要求。但是其堆焊層厚度為5 6mm，一般情況下用不到如此厚的堆焊層，并且焊接速度8 15cm/min太慢，比如對于直徑為IOOmm的閥門，堆焊一圈最快也要2min,效率不高。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，通過采用了高效率的自動TIG/MIG間接電弧的焊接方法，實現(xiàn)自動化焊接，提高生產效率，節(jié)約生產成本，同時降低母材稀釋率，即減小了銅層中泛鐵程度，從而減小與之配合的銅質工件磨損損耗。本發(fā)明的技術目的通過下述技術方案予以實現(xiàn):一種鑄鐵閥門密 封面堆焊銅合金的TIG/MIG間接電弧方法，按照下述步驟進行:( I)步驟I，將閥門放入預熱爐進行預熱，并且閥門的密封面用砂紙清理干凈，其中所述閥門材料為灰鑄鐵HT200，所述預熱溫度為150 300°C，優(yōu)選為150_250°C ;預熱時間為 0.5 — 2h，優(yōu)選為 0.5—Ih ；(2)步驟2，將閥門固定在自動轉臺上，連接焊接設備，鎢極氬弧焊槍與氬弧焊機負極相連接，焊絲通過MIG焊槍接氬弧焊機正極，閥門不接電，以使電弧在鎢極氬弧焊槍和焊絲之間燃燒；所述焊絲選用1.2mm硅青銅焊絲CuSi3Mn ;采用惰性氣體進行保護，例如氬氣，鎢極氬弧焊槍和MIG焊槍的氣流量為10 — 25L/min，優(yōu)選15 — 20L/min ;焊接電流為120—180A,優(yōu)選 140—160A ;送絲速度為 3m/min—12m/min,優(yōu)選 5—10m/min ;轉臺轉速為 Irad/min—6rad/min ;鎢極氬弧焊槍與工件平面夾角為60 80°，優(yōu)選70— 80° ;MIG焊槍與工件平面夾角為60 80°，優(yōu)選65— 75° ;鎢極氬弧焊槍尖端和焊絲端頭與閥門距離為0.5—3.0cm,優(yōu)選 2—2.5cm ；(3)燃弧進行焊接，并將焊后的工件放入保溫箱進行保溫，所述保溫溫度為300—400 °C,保溫時間為1一 2小時。在本發(fā)明的技術方案中，TIG/MIG間接電弧焊的方法是一種高效率焊接工藝，該種工藝降低了母材的熱輸入，能夠實現(xiàn)母材的低稀釋率，同時又能提高焊接生產率，降低生產成本。焊接時電流范圍120— 180A，焊接電流過小時，焊接速度過慢，不利于提高生產效率；而電流過大時，雖然焊接速度提高，但是容易造成母材稀釋率過大，產生泛鐵現(xiàn)象，造成與支配和的銅質工件壽命減少。焊接速度(即平臺轉速)為lrad/min—6rad/min,即:31.4mm/min 188.4mm/min,焊速速度太低時容易造成堆焊層過厚,浪費材料；焊速過快會使熔滴為向四周鋪展就發(fā)生凝固，導致稀釋率增加。送絲速度的選擇要與電流相配合，送絲速度過快和過慢都會使電弧形態(tài)發(fā)生變化，從而影響焊接的正常進行，鎢極尖端和焊絲端頭的高度也會影響到稀釋率。通過工藝參數(shù)諸如平臺轉速、焊接電流的控制可實現(xiàn)不同厚度堆焊層的制備。本發(fā)明能夠實現(xiàn)自動化，從而提高生產效率，減低生產成本；同時在焊接過程中飛濺少，焊接過程穩(wěn)定，焊縫強度可靠；無氣孔、裂紋、夾渣等缺陷；與同種條件下TIG焊、MIG焊相比，對于母材閥門的熱輸入減小，母材的稀釋率降低，銅層的泛鐵現(xiàn)象減小，增加了與之配合的銅質工件使用壽命。


圖1是本發(fā)明的TIG/MIG間接電弧焊焊接設備連接示意圖，其中I為焊機，2為送絲機，3為CO2焊槍，4為焊接轉臺，5為鑄鐵閥門,6為鶴極IS弧焊槍。圖2是利用本發(fā)明的TIG/MIG間接電弧焊焊后的材料金相圖，放大100倍(奧林巴斯GX51顯微鏡)。
具體實施例方式下面結合具體實施例進一步說明本發(fā)明的技術方案。如附圖1所示，將焊接設備予以連接，具體來說I是WSM31OTIGBT逆變式直流脈沖氬弧焊機、2是振康SB-10C-500送絲機、3是CO2焊槍、4是諾斯BY-50焊接轉臺、5是鑄鐵閥門、6是鎢極氬弧焊槍，鎢極接氬弧焊機負極，焊絲通過MIG焊槍接氬弧焊機正極，閥門不接電，電弧在鎢極和焊絲之間燃燒。閥門基體為灰鑄鐵HT200，直徑為100mm，密封面寬度為10mm，其化學成分的質量百分數(shù)％如下表所示:
權利要求
1.一種鑄鐵閥門密封面堆焊銅合金的TIG/MIG間接電弧方法，其特征在于，按照下述步驟進行: (1)步驟1，將閥門放入預熱爐進行預熱，并且閥門的密封面用砂紙清理干凈，其中所述閥門材料為灰鑄鐵HT200，所述預熱溫度為150 300°C，預熱時間為0.5_2h; (2)步驟2，將閥門固定在自動轉臺上，連接焊接設備，鎢極氬弧焊槍與氬弧焊機負極相連接，焊絲通過MIG焊槍接氬弧焊機正極，閥門不接電，以使電弧在鎢極氬弧焊槍和焊絲之間燃燒； 所述焊絲選用1.2!11111硅青銅焊絲(:113丨3111;采用惰性氣體進行保護，鎢極氬弧焊槍和MIG焊槍的氣流量為10 - 25L/min;焊接電流為120 — 180A;送絲速度為3m/min-12m/min;轉臺轉速為lrad/min-6rad/min;鎢極氬弧焊槍與工件平面夾角為60-80° ;MIG焊槍與工件平面夾角為60 80° ° ;鎢極氬弧焊槍尖端和焊絲端頭與閥門距離為0.5-3.0cm; (3)燃弧進行焊接，并將焊后的工件放入保溫箱進行保溫，所述保溫溫度為300-400°C，保溫時間為1-2小時。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種鑄鐵閥門密封面堆焊銅合金的TIG/MIG間接電弧方法，其特征在于，所述步驟I中，所述預熱溫度優(yōu)選為150-250°C ;預熱時間優(yōu)選為0.5-lh。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種鑄鐵閥門密封面堆焊銅合金的TIGMIG間接電弧方法，其特征在于，所述步驟2中，采用氬氣進行保護，鎢極氬弧焊槍和MIG焊槍的氣流量優(yōu)選15_20L/mino
4.根據(jù)權利要求1所述的一種鑄鐵閥門密封面堆焊銅合金的TIG/MIG間接電弧方法，其特征在于，所述步驟2中，所述焊接電流優(yōu)選140-160A。
5.根據(jù)權利 要求1所述的一種鑄鐵閥門密封面堆焊銅合金的TIGMIG間接電弧方法，其特征在于，所述步驟2中，所述送絲速度優(yōu)選5-10m/min。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種鑄鐵閥門密封面堆焊銅合金的TIGMIG間接電弧方法，其特征在于，所述步驟2中，所述鎢極氬弧焊槍與工件平面夾角優(yōu)選70-80° ;所述MIG焊槍與工件平面夾角優(yōu)選65-75° ;所述鎢極氬弧焊槍尖端和焊絲端頭與閥門距離優(yōu)選2-2.5cm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鑄鐵閥門密封面堆焊銅合金的TIG/MIG間接電弧方法，首先將閥門進行預熱，然后清理密封面；采用TIG/MIG間接電弧工藝，采用氬氣保護，以使閥門不接電，電弧在鎢極和焊絲之間燃燒。本發(fā)明的優(yōu)點在于焊接過程穩(wěn)定，飛濺少，焊縫強度可靠，沒有夾渣、氣孔等缺陷，節(jié)約焊接材料，能夠實現(xiàn)自動化，效率高，成本低；同時母材的稀釋率低，減少或者避免泛鐵現(xiàn)象出現(xiàn)。
文檔編號B23K9/04GK103212771SQ201310158500
公開日2013年7月24日 申請日期2013年5月2日 優(yōu)先權日2013年5月2日
發(fā)明者馬陽陽, 呂小青, 禹化民, 蘇東東 申請人:天津大學