[發明專利]一種電弧輔助活性鎢極氬弧焊方法

有效

• 申請號: 200810018263.X
• 申請日: 2008-05-08
• 公開（公告）號: CN101347858A
• 公開（公告）日: 2009-01-21
• 發明（設計）人: 樊丁;黃勇;林濤
• 申請（專利權）人: 蘭州理工大學
• 主分類號: B23K9/16
• 分類號: B23K9/16;B23K9/235
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責任公司
• 代理人: 董斌

技術領域

本發明涉及活性焊接方法。

背景技術

活性焊接法是一種極具開發和應用價值的新型焊接技術，具有節能環保、高效高質和操作簡便等突出特點，在世界范圍內引起了人們高度重視。以往的活性焊接法是通過在待焊金屬材料表面涂敷一層很薄的表面活性劑，從而引起焊接電弧收縮或者焊接熔池內液態金屬流態改變，使得焊縫熔深顯著增加，達到傳統焊接方法的2倍以上，焊接效率提高，并節省電能?；钚院附臃ㄗ钤鐟糜阪u極氬弧焊(TIG焊)，已經形成了A-TIG焊(Activating?flux?TIG?Welding)的概念與工藝。但在實際應用中，針對不同的母材金屬需要研發特殊的活性劑材料，且生產過程中增加了一道活性劑涂敷工序，通常采用手工刷涂的辦法進行活性劑涂敷，影響了焊接工藝穩定性及焊接自動化。

發明內容

本發明的目的是提供一種新的活性鎢極氬弧焊方法。

本發明是一種電弧輔助活性鎢極氬弧焊方法，即AA-TIG焊(Arc?assistedActivating?TIG?Welding)。該方法首先采用小電流鎢極電弧預熔化待焊焊道表面，并以活性氣體氧氣或者二氧化碳與氬氣的混合氣體作為保護氣體，等熔池凝固后再按正常焊接規范進行鎢極氬弧焊接。

在以往的不銹鋼、碳鋼等鋼材的A-TIG焊接法研究中，發現氧等表面活性元素能夠改變熔池表面張力溫度系數，這是A-TIG焊時涂敷表面活性劑增加焊縫熔深的主要機理。在此研究發現的基礎上，本發明通過改變活性元素的引入方式，提出了一種新型活性焊接法-AA-TIG焊，即電弧輔助活性鎢極氬弧焊。相對于A-TIG焊，該方法由于不使用表面活性劑，不需要增加活性劑涂敷工序，可實現金自動化生產，所以更加環保，更加高效，而且具有工藝穩定性好，焊接質量高等優點。

小電流鎢極電弧是指該電弧的電流小于100安培，并且低于AA-TIG焊中的正常規范鎢極氬弧焊時的電流數值。通過采用活性氣體氧氣或者二氧化碳與氬氣的混合氣體作為小電流鎢極弧的保護氣體，預熔化待焊焊道表面，在焊道表面生成一薄層氧化層引入活性元素氧，從而代替表面活性劑。在隨后的正常規范鎢極氬弧焊接時，通過活性元素使焊接熔池表面張力溫度系數由負變正，從而使熔池內部金屬流動方向由向邊緣流改變為向中心流，進而使焊縫熔深顯著增加。

附圖說明

圖1、圖2為采用不同活性混合氣體時的單弧AA-TIG焊的焊縫橫截面照片，其中圖1采用的保護氣體為氧氣與氬氣的混合氣體，圖2采用的保護氣體為二氧化碳與氬氣的混合氣體，圖3為采用與圖1和圖2相同焊接規范時的常規TIG焊的焊縫橫截面照片；圖4、圖5、圖6均為單弧AA-TIG焊時的焊縫形貌圖，其中圖4為焊縫正面形貌圖，圖5為焊縫背面形貌圖，圖6為焊縫橫截面形貌圖，圖7為采用與圖4、圖5和圖6相同焊接規范時的常規TIG焊的焊縫橫截面形貌圖；圖8為雙弧AA-TIG焊時的電弧形貌圖，圖9為雙弧AA-TIG焊時的焊縫表面形貌圖，其中焊接方向是由左至右；圖10為雙弧AA-TIG焊時的焊縫橫截面形貌圖，圖11是與圖8、圖9和圖10相同焊接規范時的常規TIG焊的焊縫橫截面形貌圖。

具體實施方式

以不銹鋼304為例。焊接前先用丙酮擦拭工件表面以除去表面油污，然后用砂輪清理工件表面，直到露出金屬光澤為止。焊接時，首先采用活性混合氣體作為保護氣體，以小電流鎢極電弧預熔化待焊焊道表面?；钚曰旌蠚怏w由氬氣和活性氣體氧氣或者二氧化碳通過三通混合而成。然后采用TIG焊進行正常焊接。

實施例一：

不銹鋼板材厚度為10mm，采用單弧焊接工藝進行AA-TIG焊，即焊接過程分為兩道工序，第一道采用活性混合氣體作為保護氣體，以小電流鎢極電弧預熔化待焊焊道表面，第二道工序進行TIG焊。保護氣體分別為活性混合氣體氧氣+氬氣和二氧化碳+氬氣，其中氧氣、二氧化碳和氬氣的純度為99.9％。小電流鎢極電弧規范參數如表1所示，TIG焊的焊接規范如表2所示。

表1小電流鎢極氬弧的規范參數

表2TIG焊的焊接規范參數