一種低熱輸入雙絲高效堆焊方法
【專利摘要】本發(fā)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(shí)心焊絲或自保護(hù)藥芯焊絲，采用實(shí)心焊絲時(shí)需要選配相應(yīng)的焊劑，兩焊絲分別與電源的正負(fù)極相接，將焊絲送至待焊位置，引弧，焊絲端部起弧并穩(wěn)定燃燒，進(jìn)行焊接，焊接電源采用直流電源，焊接電流100-400A。本發(fā)明熔覆效率高，相同焊接電流下相當(dāng)于傳統(tǒng)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(qū)小；焊縫凝固快，可獲得細(xì)晶組織。
【專利說明】一種低熱輸入雙絲高效堆焊方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種低熱輸入雙絲高效堆焊方法，屬于焊接【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著焊接技術(shù)的發(fā)展，如何提高電弧焊的生產(chǎn)率、焊接質(zhì)量以及拓展其應(yīng)用領(lǐng)域 成為研究者們關(guān)注的焦點(diǎn)，傳統(tǒng)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(chǎng)合，其應(yīng)用受到了一定限制，合理分配電弧熱對(duì)母材及焊絲的輸入 成為近年來電弧焊發(fā)展的重要方向。傳統(tǒng)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焊等等都可以用于堆焊。這些傳統(tǒng)的焊接工藝都是焊接時(shí)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，由于一個(gè)極區(qū)在被焊工件上，焊接時(shí)工件上的極區(qū)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(gè)世紀(jì)以來在實(shí)際工程生產(chǎn)中獲得過廣泛應(yīng)用。所 有這些電弧焊方法其被焊工件為焊接電弧的一個(gè)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(shí)際上很多時(shí)候母材不需要這么大的熱輸入，過 大的熱輸入導(dǎo)致焊接接頭性能降低，產(chǎn)生較大的焊接變形及殘余應(yīng)力等質(zhì)量問題，特別目 前應(yīng)用的各種電弧焊方法熔敷系數(shù)大幅度的提高受到了極大的限制，從而使傳統(tǒng)電弧在平 衡焊接效率與母材熱輸入方面遇到很大的挑戰(zhàn)。以典型的低碳鋼上堆焊不銹鋼為例，為了 提高材料的表面耐蝕性，又要平衡生產(chǎn)成本，往往在廉價(jià)的碳鋼表面堆焊一層不銹鋼層用 于化工容器等，傳統(tǒng)的埋弧堆焊往往造成母材的變形大，焊接完后需要進(jìn)行校型處理，而且 不銹鋼層往往因?yàn)闊彷斎脒^大而引起晶間腐蝕性能下降，而這兩個(gè)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(shí)候只能依靠降低焊接熱輸入犧牲焊接效率來保證。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)不足而提供一種低熱輸入雙絲高效堆焊方法，電弧 熱量大部分用于熔化焊絲，少量用于熔化母材，焊接熔池依靠焊劑形成的熔渣或者自保護(hù) 藥芯焊絲形成的熔渣進(jìn)行保護(hù)。
[0004] 本發(fā)明采取的技術(shù)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(fù)極相接，將焊絲送至待焊位置，引弧，焊絲端 部在焊劑下面起弧并穩(wěn)定燃燒，進(jìn)行焊接，焊接電源采用直流電源，焊接電流100-200A。
[0006] 焊絲可選實(shí)心焊絲或自保護(hù)藥芯焊絲，采用實(shí)心焊絲時(shí)需要選配相應(yīng)的焊劑，所 述的焊絲根據(jù)需要可選用低合金鋼焊絲、不銹鋼焊絲或者專用的堆焊焊絲等，焊絲直徑范 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(yōu)選呈20-30°夾角。
[0009] 本發(fā)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(fù)極相接，并均為熔化極，電 弧在兩根焊絲之間形成，電弧熱量大部分用于熔化焊絲，少量用于熔化母材，因此其熔敷速 度高，電能利用率高；
[0011] (2)采用焊劑時(shí)焊接熔池依靠焊劑形成的熔渣進(jìn)行保護(hù)，焊劑一方面熔化形成熔 渣隔絕空氣，避免熔池氧化或者氮?dú)獾倪M(jìn)去，另一方面可與熔池金屬反應(yīng)起到必要的冶金 反應(yīng)。采用自保護(hù)藥芯焊絲時(shí)依靠自身形成的熔渣進(jìn)行保護(hù)。
[0012] (3)為了保證電弧穩(wěn)定燃燒，雙絲的夾角控制為15-30度更好。
[0013] (4)送絲機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)以一定速度送絲，考慮到雙絲的熔化速度不一樣，送絲機(jī)構(gòu)含有 反饋系統(tǒng)，確保穩(wěn)定的差動(dòng)送絲速度，送絲速度根據(jù)焊接電流控制，焊接電流越大，送絲速 度越快，同時(shí)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(shí)，造成熔覆 金屬的過度堆積，而焊接速度太快時(shí)則造成焊縫金屬的不連續(xù)。
[0014] (5)該雙絲焊接過程中，電能大部分用于熔化焊絲，少部分的電弧熱和熔滴熱用于 熔化母材，因此焊接時(shí)熔敷系數(shù)很高，相對(duì)于傳統(tǒng)的單絲電弧焊，熔覆效率可提高兩倍，同 時(shí)只有一少部分熱量用于熔化母材，母材的受熱少，所帶來的熱影響區(qū)粗化及變形等問題 很小；熔化的焊絲由于母材溫度低而凝固快，可獲得細(xì)小晶粒組織。
[0015] 本發(fā)明熔覆效率高，相同焊接電流下相當(dāng)于傳統(tǒng)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(qū)??；焊縫凝固快，可獲得細(xì)晶組織。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發(fā)明焊接的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖2利用本發(fā)明方法單道堆焊出的焊縫截面圖；
[0018] 其中，1.送絲機(jī)構(gòu)，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(shí)施方式】
[0019] 下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說明。
[0020] 實(shí)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(fù)極相接，將焊絲送至待焊位置，引弧，焊絲端部在焊劑下 面起弧并穩(wěn)定燃燒，進(jìn)行焊接，焊接電源采用直流電源，采用H08A焊絲，焊接電流200A，雙 絲直徑1. 2mm，焊劑選用HJ431時(shí)，焊接可得到的焊縫表面平滑美觀，熔覆效率是傳統(tǒng)埋 弧焊在相同焊接電流下的兩倍，同時(shí)母材的變形很小。
[0021] 實(shí)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(fù)極相接，將焊絲送至待焊位置，引弧，焊絲端部在焊劑下 面起弧并穩(wěn)定燃燒，進(jìn)行焊接，焊接電源采用直流電源，在普通Q345鋼板上堆焊不銹鋼，采 用H0Cr21Nil0焊絲，焊接電流140A，雙絲直徑1. 2mm，焊劑選用HJ260時(shí)，可得到表面平 滑美觀的焊縫，母材的變形很小，平板母材堆焊完后無需矯形出來，堆焊層的晶間腐蝕測(cè) 試可完全滿足使用要求。
[0022] 實(shí)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(fù)極相接，將焊絲送至待焊位置，引弧，焊絲端部起弧并穩(wěn) 定燃燒，進(jìn)行表面堆焊焊接，焊接電源采用直流電源，在普通Q345鋼板上進(jìn)行耐磨堆焊，采 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(shí)，可得到 硬度大于HRC55的堆焊層，母材的變形很小，平板母材堆焊完后無需矯形出來。
[0023] 實(shí)施例4 :直接采用自保護(hù)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(fù)極相接，將焊絲送至待焊位置，引弧，焊絲端部在焊劑下 面起弧并穩(wěn)定燃燒，進(jìn)行焊接，焊接電源采用直流電源，在普通Q345鋼板上進(jìn)行耐磨堆焊， 采用￥0616-2自保護(hù)堆焊耐磨藥芯焊絲，焊接電流300乂雙絲直徑2.0臟，可得到硬度大于 HRC50-55的堆焊層，母材的變形很小，平板母材堆焊完后無需矯形出來。
【權(quán)利要求】
1. 一種低熱輸入雙絲高效堆焊方法，其特征是，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(fù)極相接，將焊絲送至待焊位置，弓丨 弧，焊絲端部起弧并穩(wěn)定燃燒，進(jìn)行焊接，焊接電源采用直流電源，焊接電流100-400A。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低熱輸入雙絲高效堆焊方法，其特征是，所述的焊絲是 實(shí)心焊絲或者藥芯焊絲。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種低熱輸入雙絲高效堆焊方法，其特征是，所述的實(shí)心焊 絲需要選配相應(yīng)的焊劑。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低熱輸入雙絲高效堆焊方法，其特征是，焊速為每分鐘 50-400 暈米。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低熱輸入雙絲高效堆焊方法，其特征是，所述的兩條焊 絲呈20-30°夾角。
【文檔編號(hào)】B23K9/04GK104117757SQ201410385397
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月6日
【發(fā)明者】鄒勇, 鄒增大, 吳東亭, 史傳偉, 李德剛 申請(qǐng)人:山東大學(xué)