[發明專利]一種用于豎直方向堆焊的低稀釋率射流堆焊方法

有效

• 申請號: 201310350428.4
• 申請日: 2013-08-12
• 公開（公告）號: CN103433601A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 劉愛國
• 申請（專利權）人: 沈陽理工大學
• 主分類號: B23K9/173
• 分類號: B23K9/173;B23K9/04;B23K9/235
• 代理公司: 沈陽利泰專利商標代理有限公司 21209
• 代理人: 李樞

????技術領域

本發明屬于焊接方法領域，特別涉及一種用于豎直方向堆焊的低稀釋率射流堆焊方法，本方法在豎直方向平面上進行堆焊，并會獲得低稀釋率堆焊層。

背景技術

采用電弧堆焊技術可以獲得和基體呈冶金結合的、材料成分和性能完全不同于基體的堆焊層，從而在保持基體特性的條件下，使構件獲得優異的耐腐蝕、耐磨等特殊性能。堆焊層能否獲得預期的性能，除了和所選堆焊材料成分有關外，還受到堆焊金屬稀釋率的嚴重影響。當堆焊金屬稀釋率較高時，大量混入的基體成分使堆焊層金屬成分遠遠偏離預定成分，從而造成堆焊層性能的嚴重劣化。使用廣泛的手工電弧堆焊方法，其堆焊金屬稀釋率高達30%，通常需要堆焊2-3層才能獲得預定的堆焊成分。脈沖MIG焊方法比常規的MIG焊方法對基體的熱輸入更低，用于堆焊過程可以獲得更低的稀釋率，但通常也在15%-20%左右。而很多堆焊應用場合要求堆焊金屬稀釋率控制在10%以內，例如為提高鍋爐水冷壁的耐沖蝕磨損和耐腐蝕性能，在其表面堆焊Inconel?625合金，當堆焊金屬稀釋率超過10%以后，堆焊層沖蝕-腐蝕速率成倍增加。間接電弧焊、等離子粉末堆焊方法可以將堆焊金屬稀釋率控制在10%以內，但卻只能進行水平位置堆焊。對象鍋爐水冷壁堆焊這樣的情況，采用現有堆焊方法，難以實現低稀釋率堆焊。

發明內容

本發明的目的是為了解決在處于豎直位置的待堆焊面上堆焊，采用現有堆焊方法，堆焊金屬稀釋率過高的問題，提供一種進行豎直位置堆焊的低稀釋射流堆焊方法。本堆焊方法得到的堆焊層稀釋率低，可以充分保證堆焊金屬的成分和性能。

一種用于豎直方向堆焊的低稀釋率射流堆焊方法，包括下列步驟：

第一步、對工件的待堆焊表面進行前處理。前處理過程為對工件的待堆焊表面進行噴砂凈化和粗化處理。并且可以根據需要在對工件的待堆焊表面進行噴砂凈化和粗化處理之前，對工件的待堆焊表面進行除油處理。

第二步、將堆焊槍裝設在焊接操作機的夾持定位件上。

第三步、熔化極氣體保護焊機的負極和水冷陰極之間通過水冷陰極夾電連接。熔化極氣體保護焊機的正極和焊絲電連接。調整熔化極氣體保護焊機的焊接電流，使其處于熔化極焊接射流過渡焊接電流區間。

第四步、將堆焊槍對正待堆焊部位，啟動堆焊槍，在焊絲和水冷陰極之間建立電弧。焊絲熔化，熔滴在電磁力和重力的共同作用下，以射流過渡方式噴射到工件表面，靠熔滴自身熱量和電弧的輻射加熱使工件粗糙表面發生微量熔化，形成冶金結合。

第五步、堆焊槍隨焊接操作機的自動行走機構移動，形成豎直的單條堆焊道，然后關閉堆焊槍。

第六步，在未堆焊部位重復第四步至第五步，直至形成完整堆焊面。

上述第二步中所述的夾持定位件可為焊槍夾，或者焊槍夾和仿形胎具。

所述的熔化極氣體保護焊機和焊接操作機均為已知技術，故不重復敘述。

其優點在于：

本發明通過焊絲和水冷陰極之間建立電弧熔化焊絲，利用射流過渡電磁力和重力的聯合作用使熔化的液態金屬噴射到經過除油、噴砂凈化和粗化的工件表面，或者根據需要使熔化的液態金屬噴射到僅經過噴砂凈化和粗化的工件表面，依靠熔滴自身熱量和電弧的輻射加熱使工件基體產生微熔化并和堆焊金屬產生冶金結合。工件在堆焊過程中不作為產生電弧的一極，熔化量極小，從而可以極大地降低堆焊金屬稀釋率，保證堆焊金屬的成分和性能。堆焊過程中，熔滴以射流方式過渡，具有較高的飛行速度，可以實現豎直面堆焊。

附圖說明

圖1是實現本方法的裝置結構示意圖。

圖2是實現鍋爐水冷壁低稀釋率射流堆焊Inconel?625合金的裝置示意圖。

具體實施方式

實施例1

?????一種用于豎直方向堆焊的低稀釋率射流堆焊方法的裝置，包括熔化極氣體保護焊機1、焊絲2、焊絲盤3、送絲機4、堆焊槍5、水冷陰極8、冷卻水系統9、水冷陰極夾10、絕緣套11和固定支架12。

焊絲2盤繞在焊絲盤3上，焊絲2穿過送絲機4后，焊絲2的一端穿出堆焊槍5，送絲機4由熔化極氣體保護焊機1供電，此為已知技術，故不重復敘述。

熔化極氣體保護焊機1的負極和水冷陰極夾10電連接，水冷陰極夾10內緊固連接有水冷陰極8。水冷陰極夾10外側固定設置有絕緣套11。絕緣套11可為橡膠制成。此水冷陰極夾10為已知技術，故不重復敘述。

熔化極氣體保護焊機1的正極與堆焊槍5內的導電嘴6電連接，導電嘴6和焊絲2電連接。