[發明專利]使用旋轉電弧和Ar/He/CO2氣體混合物對不銹鋼的MIG/MAG焊接

無效

• 申請號: 201280022710.3
• 申請日: 2012-04-20
• 公開（公告）號: CN103517781A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: L·比斯庫普;J-P·普朗卡爾特
• 申請（專利權）人: 喬治洛德方法研究和開發液化空氣有限公司
• 主分類號: B23K9/173
• 分類號: B23K9/173;B23K35/38
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 牛曉玲;吳鵬

技術領域

本發明涉及利用可消耗填充焊絲和由三元氣體混合物形成的保護氣體焊接一個或多個由不銹鋼制成的部件、特別是具有彼此重疊/搭疊的端部的部件的MIG/MAG型電弧焊接方法，其中所述三元混合氣體由氬氣、氦氣和二氧化碳（CO₂）組成。

背景技術

搭接接頭將兩個板或區段接合在一起，所述板或區段的端部彼此搭接，或換言之，彼此相靠，就如特別是在“常規搭接”接頭或嚙合搭接型構型（configuration?de?type?bords?soyés，平面搭接型構型，錯折搭接型構型）中的接頭中的情況那樣。

特別其是在如下類型的壓力容器的組成構件中存在處于嚙合搭接類型構型的金屬部件接頭（通常稱為嚙合搭接接頭）：熱水箱、滅火器、壓縮機、制冷設備、LPG氣瓶等。

如圖3所示，這種接頭通常包括具有中空柱形端部的兩個部件，兩個部件的其中之一套在另一個上，使得在兩個部件的圓形端部處兩個部件其中之一的內表面與另一部件的外表面在若干毫米的范圍上搭接。

EN13445-4:2002標準精確限定了與這種接頭的中性纖維對齊、表面對齊、圓度偏差、直度偏差、輪廓不規則以及局部變薄相關的制造公差。

示意性地，如圖3所示，此類搭接接頭、特別是嚙合搭接接頭（也就是說邊緣彼此局部地搭接或覆蓋的接頭）上得到的焊縫必須具有較寬的輪廓以全部覆蓋接頭的外側，并且具有足夠的熔深以熔化上邊緣的下肩部。

還應該牢記，根據焊接方法，在每個焊道之后，必須清除在先前焊道期間形成的焊渣，清潔表面并且去除表面缺陷以獲得期望的焊接質量。

文件EP-A-2078580提出了一種通過帶有旋轉電弧的MIG/MAG焊接方法對嚙合搭接接頭的焊接，該焊接使用由如下的氣體組成的氣體混合物：8%至12%的氦氣，2.5%至3.5%的氧氣，以及剩余體積的氬氣（按體積百分含量計）。

但是，這種方法具有導致不充分的電弧收縮的缺陷——這將導致焊縫的熔深輪廓并不總是所期望的輪廓。

此外，EP-A-2078580提出的混合物使得有必要采用略高的電壓，以100%地避免產生極短暫但強烈的短路現象。

事實上，為了焊接不銹鋼，特別是具有彼此重疊的端部的部件存在一定數量的特定問題。

因此，對于包含10%至20%的He、2%至3%的O₂以及剩余體積的氬氣的氣體，噴射熔滴過渡和旋轉液體脈路熔滴過渡之間的過渡區域更寬。這是因為已經證實，在相同的能量水平下，焊絲的熔化部分在由不銹鋼制成的情況下比在由碳鋼制成的情況下長。因此，需要更高的電壓以防止成品中由大量飛濺反映的短暫而強烈的短路。

此外，對于包含由10%至20%的He、3%的O₂以及剩余體積的氬氣的氣體，不銹鋼上得到的焊道的表面外觀呈現過高而與工業使用不兼容的氧化。

最后，實現不存在短路的旋轉液體脈路熔滴過渡模式所需的高電壓水平導致熔融焊絲的節段與焊接熔池分離。這樣焊接的部件因而呈現附隨的飛濺——這在此同樣與期望品質不兼容。

文件US-A-4749841提出了一種利用保護氣體對由不銹鋼制成的部件進行MIG/MAG型焊接的方法，所述保護氣體由16%至25%的氦氣、1%至4%的CO₂以及剩余體積的氬氣組成。

但是，該方法使用脈沖型金屬熔滴過渡模式，該金屬熔滴過渡模式不適合焊接具有彼此重疊的端部的部件，特別是由于過圓的焊道形態以及得到的熔深輪廓。

由此，所面對的一個問題是提供一種用于不銹鋼的有效電弧焊接的方法，該方法使得可以獲得如下的效果：好的熔深以及好的焊接質量，特別是好的焊道形態；在焊接特別是重疊的由不銹鋼制成的接頭、尤其是嚙合搭接型接頭或常規搭接型接頭期間不產生飛濺或者盡可能地減少飛濺，這在低能量水平下實現。

發明內容

本發明的方案因而是一種利用可消耗填充焊絲和由三元氣體混合物形成的保護氣體焊接一個或多個由不銹鋼制成的部件的MIG/MAG型電弧焊接方法，所述三元氣體由19%至21%的氦氣、0.8%至1.2%的CO₂以及剩余體積的氬氣（按體積百分含量計）組成，所述方法的特征在于，所述電弧為旋轉電弧，所述可消耗填充焊絲通過所述電弧熔化，以便通過旋轉液體脈路得到金屬的熔滴過渡，并且被焊接的部件包括特別是以常規搭接或嚙合搭接方式彼此重疊的端部。

更具體地，利用旋轉運動驅動液體金屬即熔融金屬的脈路。通過使可消耗填充焊絲在電弧內熔化來形成液體金屬的脈路。