[發明專利]一種基于旁軸送絲的焊接中的固氮裝置及方法

有效

• 申請號: 201910790790.0
• 申請日: 2019-08-26
• 公開（公告）號: CN110560842B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 王克鴻;錢旭升;朱科宇;張明朗;李凡;高顯鵬;方輝;熊涵英
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: B23K9/133
• 分類號: B23K9/133;B23K9/32
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 張玲

本發明屬于焊接領域，具體涉及一種基于旁軸送絲的焊接中的固氮裝置及方法。包括旁送絲機構，送絲管，送絲機，混氣裝置，焊槍；所述送絲機通過送絲管連接焊槍，為焊槍送絲，所述混氣裝置通過送氣管為焊槍提供保護氣體，所述旁送絲機構設置在焊槍的一側，在焊接過程中，為焊接輸送氮化物絲材。本發明將保護氣體通過混氣裝置混合均勻，通過附加了氣罩的焊槍實現絲氣同軸傳送，同時采用旁側氮化物絲材輸送，采用氮化物和氮弧聯合固氮技術，可以通過調節氮化物絲材送絲速率、焊絲送絲速率和焊接速度調節焊縫含氮量，實現了多元活化固氮。

技術領域

本發明屬于焊接領域，具體涉及一種基于旁軸送絲的焊接中的固氮裝置及方法。

背景技術

高氮鋼因為具有優良的力學性能、耐腐蝕性能、耐磨性能而得到工業界廣泛的應用。但是高氮鋼的氮含量高于大氣壓時氮在鋼液中的溶解度，使得氮元素逸出并在焊縫中形成氣孔，因此在高氮鋼的焊接過程中，如果沒有附加措施，焊縫中的氮含量將減少，考慮到高氮鋼通常應用在特定使用要求的場合，氮含量即使損失很小，也會導致性能惡化。焊接中的氮損失主要表現為氮氣孔和氮損失兩個方面。常用的焊縫固氮方法有保護氣體固氮和氮化物固氮。

保護氣體固氮可以通過增大焊接保護氣體中氮氣含量，減小氮氣從鋼液中溢出的傾向，固定鋼液中的氮含量。但是保護氣體中的氮氣含量不能高于一定比例。為了改善焊接的工藝性能，通常還需要加入一定量的氧氣，氧氣可以提高電弧氣氛的氧化性，改善電弧的穿透能力，提高熔池液態金屬溫度，增大焊縫熔寬，但同時氧氣的加入也會導致焊縫氮含量下降。

氮化物固氮是利用冶金反應進行的。與一般的保護氣體固氮相比，氮化物固氮其特點是：①氮含量可以通過加入的氮化物粉末數量精確控制；②除了穩定氮含量，還能加入其它合金元素；③對電弧穩定性影響小。

此外，熔池的凝固方式也會影響焊縫的氮含量，焊縫中合金系統的組分和焊接過程中焊縫冷卻速度決定了凝固方式，若焊縫金屬以FA或F凝固模式凝固，則焊縫中極易形成氣孔及氮化物而導致焊縫中有效氮含量明顯降低。因為長時間焊接和電弧增材過程，焊縫冷卻速度較難控制，所以通過控制焊縫凝固方式來控制焊縫氮含量的過程比較復雜。

中國專利(201610008871.7)公開了一種使用氮弧原位冶金預鋪設氮化物實現鋼表面增氮的方法。將氮化物合金粉末提前鋪設在鋼表面，粉末不能完全被電弧熔化分解，會有少量殘余的氮化物粉末，在晶界處產生偏析現象。中國專利(201410092256.X)涉及一種高氮奧氏體不銹鋼中厚板的焊接方法及裝置。將高壓氮氣保護拖罩通過夾持裝置與熔化極氮氣保護焊槍相連，氮氣通常不用于電弧焊接，因為氮氣的解離能較高，會惡化焊接工藝性能，只采用氮弧對焊縫進行固氮易導致氣孔出現。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于旁軸送絲的焊接中的固氮裝置及方法。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種基于旁軸送絲的焊接中的固氮裝置，包括旁送絲機構，送絲管，送絲機，混氣裝置，焊槍；

所述送絲機通過送絲管連接焊槍，為焊槍送絲，所述混氣裝置通過送氣管為焊槍提供保護氣體，所述旁送絲機構設置在焊槍的一側，在焊接過程中，為焊接輸送氮化物絲材。

進一步的，所述焊槍外周設有螺旋氣罩，所述螺旋氣罩內周壁設有螺旋型的氣槽。

進一步的，所述氣槽的槽直徑為4mm～7mm，氣槽從頂部到底部，其螺紋升角逐漸趨于平角，螺旋氣槽螺紋升角為0°～60°，氣槽在螺旋氣罩出口的螺紋升角為0°～5°，螺旋氣罩采用SiC陶瓷制造，螺旋氣罩的輸氣出口呈縮頸狀。

進一步的，所述旁送絲機構通過位置調節機構調節旁送絲機構的位置。

進一步的，所述旁送絲機構包括變速馬達，送絲速度調節旋鈕和送絲速度顯示液晶屏。