[發(fā)明專利]一種開(kāi)爐鉆頭堆焊高硬度耐磨層的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110581790.7
• 申請(qǐng)日: 2021-05-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113210817B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅沛穎;尹文清;羅俊容;姚國(guó)亮;孫騫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 桂林市中銳特機(jī)械制造有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B23K10/02
• 分類號(hào): B23K10/02;B23K35/30
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種開(kāi)爐鉆頭堆焊高硬度耐磨層的方法，其特征在于：包括下述步驟：

1)粘結(jié)相的選擇：采用高溫鈷基作為耐高溫的粘結(jié)相，粘結(jié)相包括如下質(zhì)量百分比的各組分：C 2.6-3.0，Cr 30-33，Si 1.0-2，W 14-17，F(xiàn)e＜3，Mo 3-5，Ni 3.5-4.0，Mn 0.7-1.2，Co余量，合金硬度大于55HRC，在800攝氏度的高溫環(huán)境下還具有耐磨作用；

2)硬質(zhì)相的選擇：采用硬度1800HRC的WC作為磨粒磨損的硬質(zhì)相，硬質(zhì)相包括如下質(zhì)量百分比的各組分：W 95-96，LC 3.8-4.1；硬質(zhì)相與粘結(jié)相的質(zhì)量比為1:1；

3)焊接前的準(zhǔn)備：將鉆頭(1)安裝在雙軸協(xié)同變位機(jī)上；采用80目-150目的篩網(wǎng)對(duì)粘結(jié)相、硬質(zhì)相的粉末進(jìn)行篩選；篩選后的粘結(jié)相、硬質(zhì)相分別裝入送粉器的不同的送粉桶中，并通過(guò)不同的防靜電送粉管道將粘結(jié)相、硬質(zhì)相輸送至焊槍的等離子噴嘴；

安裝等離子噴嘴與鎢針，等離子噴嘴采用2.5mm中心氣孔徑，等離子噴嘴一側(cè)設(shè)有3個(gè)下粉管用于粘結(jié)相的噴出，3個(gè)下粉管與水平面夾角角度為45°；等離子噴嘴另一側(cè)設(shè)有2個(gè)下粉管用于硬質(zhì)相的噴出，2個(gè)下粉管與水平面夾角角度為66°；

4)編輯焊接程序：將焊槍的等離子噴嘴調(diào)試至鉆頭(1)的鉆齒(2)的頂部待焊位置表面15mm-19mm處設(shè)置起弧及收弧點(diǎn)，起弧點(diǎn)位于鉆頭(1)的中心，收弧點(diǎn)位于鉆頭(1)的外圓，由內(nèi)向外依次進(jìn)行堆焊焊接；鉆頭(1)分4個(gè)鉆齒(2)分段進(jìn)行堆焊，每個(gè)鉆齒(2)在其金屬基臺(tái)(3)的頂部依次堆焊第一焊道(8)、第二焊道(9)與第三焊道(10)；

5)設(shè)置焊接參數(shù)：設(shè)置送粉參數(shù)、焊接電流及時(shí)間參數(shù)、行走參數(shù)、送氣參數(shù)；送粉參數(shù)中粘結(jié)相的送粉量5g/min、氣流量2.5L/min，硬質(zhì)相的送粉量5g/min、氣流量3.5L/min；焊接電流參數(shù)中起弧等離子電流50A、起弧電流30A、起弧等離子電流維持時(shí)間0.01s、起弧電流維持時(shí)間1.5s、起弧電流至焊接電流時(shí)間2s、焊接電流80A、焊接電流至收弧電流的時(shí)間5s、收弧電流5A、收弧電流維持時(shí)間1s，等離子收弧電流10A、等離子收弧電流的維持時(shí)間1s；送氣參數(shù)中起弧等離子氣2L/min、維弧等離子氣1L/min、焊接等離子氣0.7L/min、收弧等離子氣0.3L/min、起弧保護(hù)氣的提前送氣時(shí)間5s、收弧保護(hù)氣的滯后送氣時(shí)間5s；行走參數(shù)中焊接速度90mm/min、擺動(dòng)寬度0.3mm、擺動(dòng)頻率0.5hz；

6)焊接過(guò)程執(zhí)行：調(diào)整保護(hù)氣流量為10L/min，調(diào)整等離子氣為3bar，送粉氣為3bar，使用機(jī)器人示教器進(jìn)行堆焊焊接，等離子噴嘴的3個(gè)粘結(jié)相下粉管將粘結(jié)相粉末送至焊接電弧的中心處融化形成焊縫液態(tài)熔池，機(jī)器人往前端運(yùn)動(dòng)時(shí)，等離子噴嘴的2個(gè)硬質(zhì)相下粉管將硬質(zhì)相粉末送至液態(tài)金屬表面，在撒至焊縫液態(tài)熔池表面后0.3s凝固，形成一種新的材料鈷基碳化鎢；鈷基碳化鎢包括如下質(zhì)量百分比的各組分：C 3.2-3.6，Cr 25-28，Si 0.8-1.8，W 14-17，F(xiàn)e 6-7，Mo 3-5，Ni 3.5-4.0，Mn≤0.8，WC 49-51％，Co余量；其合金硬度大于55HRC，在1000攝氏度的高溫環(huán)境下還具有耐磨作用；

每個(gè)鉆齒(2)在其金屬基臺(tái)(3)的頂部依次堆焊第一焊道(8)、第二焊道(9)與第三焊道(10)組成耐磨層(4)；第一焊道(8)與第二焊道(9)左右并排設(shè)置并覆蓋金屬基臺(tái)(3)頂部；第一焊道(8)與第二焊道(9)上方設(shè)置第三焊道(10)，第三焊道(10)覆蓋第一焊道(8)與第二焊道(9)的頂部中心位置；第一焊道(8)、第二焊道(9)與第三焊道(10)呈階梯狀弧形結(jié)構(gòu)設(shè)置，第一焊道(8)、第二焊道(9)與第三焊道(10)分別由若干個(gè)焊接熔池鱗片依次疊加組成；

在機(jī)器人走完焊接程序后自動(dòng)停止焊接并執(zhí)行焊接控制系統(tǒng)的收弧程序完成收弧的焊接；關(guān)閉主電弧，開(kāi)啟維護(hù)狀態(tài)；完成焊接操作。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開(kāi)爐鉆頭堆焊高硬度耐磨層的方法，其特征在于：所述的鉆頭(1)為中空結(jié)構(gòu)，鉆頭(1)頂部設(shè)有4個(gè)鉆齒(2)，鉆頭(1)頂部開(kāi)設(shè)有頂部通孔(7)；4個(gè)所述鉆齒(2)呈十字形設(shè)置，鉆齒(2)之間設(shè)有凹形結(jié)構(gòu)的排渣口(5)，鉆齒(2)包括金屬基臺(tái)(3)并在金屬基臺(tái)(3)頂部設(shè)有耐磨層(4)；所述排渣口(5)開(kāi)設(shè)或者不開(kāi)設(shè)側(cè)部通孔(6)；所述側(cè)部通孔(6)與頂部通孔(7)連通。