CN101214571A - 一种真空自耗电弧熔炼用电极的焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种真空自耗电弧熔炼用电极的焊接方法，该方法为：按照电极熔化的先后顺序，将对焊的上部、下部电极的两端车成平面；将上部电极的焊接端加工成凸台；将下部电极的焊接端加工成凹槽，将加工好的上部电极置于真空自耗电弧炉内固定，凸台面朝下，再将下部电极放置于真空自耗电弧炉内的坩埚中并定位，凹槽面朝上，将引弧料放在下部电极心部凸起部上，封真空自耗电弧炉并抽真空后焊接。本发明工艺简单，上部电极、下部电极对中效果好，且焊接时，起弧融化的合金液体填充凹槽不会外溢到电极的圆周面，避免产生焊缝处裂纹、“瘤子”或飞边，从而保证了焊接质量；焊接接触面积大，不会产生虚焊，电极焊后牢固，能够避免熔炼时电极掉落。

Description

一种真空自耗电弧熔炼用电极的焊接方法

技术领域

本发明涉及一种电极的焊接方法，具体涉及一种难熔金属合金真空自耗电弧熔炼用电极的焊接方法。

背景技术

随着难熔金属(主要指钼合金TZM和铌合金C-103、Nb521)使用范围的不断扩大，要求其合金的纯度提高、铸锭尺寸增大，要满足这些要求，又不使合金铸锭的晶粒尺寸过分长大，真空电弧熔炼是一种非常好的铸锭制备技术。随着该技术的不断应用，也出现了一个经常遇到的问题，由于钼合金基体为脆性材料，铌合金的合金化程度较高使合金变脆，在采用两个平面进行自身焊接时，常出现焊缝金属脆裂、焊接点少、电极圆周面有流下金属的凝固物(瘤子)的问题。因难熔金属的比重大，电极在熔炼炉中处于悬空状态，这些问题会给铸锭的熔炼留下的隐患如下：

1、若在电弧熔炼前，电极突然裂开、掉下落到底垫上后倾倒，会使设备受到很大的冲击、掉下的电极还有可能碰伤紫铜坩埚；

2、若在电弧熔炼过程中掉下，由于掉下的一瞬间电极与坩埚之间会满足起弧条件，会引起电弧沿铸锭向上爬行300～400mm，大量金属会被电弧带起，冷却后在已熔炼铸锭上端、绕电极圆周形成凝固的高低不等、高处薄低处厚的金属墙，溅起的熔化金属落到紫铜坩埚上还会使其出现点状凹坑。此外，因为电弧熔炼速度快，已熔化金属中的细小气泡不能及时上浮到铸锭表面，所以在最末一次电弧熔炼时，必须采用补缩工艺使熔融金属保持熔化状态15～40分钟，等待气泡上浮。没有经过补缩的难熔金属合金铸锭是无法使用的，这种金属合金必须经过再次提纯才能重新使用。

可见，上述两种情况都会给设备和材料带来很大的损失。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种加工工艺简单且焊接牢固可靠的真空自耗电弧熔炼用电极的焊接方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种真空自耗电弧熔炼用电极的焊接方法，其特征在于该方法的步骤为：

(1)按照电极熔化的先后顺序，将对焊的上部电极和下部电极的两端车成平面；

(2)将上部电极的焊接端朝下并将焊接端车削加工成凸台，所述凸台中部加工有上部电极心部凸起部，上部电极焊接端外圆周倒有倒角；

(3)将下部电极的焊接端朝上并将焊接端车削加工成凹槽，所述凹槽中部加工有下部电极心部凸起部，步骤(2)中所述上部电极焊接端倒角面小于下部电极凹槽的台阶内圆；

(4)将加工好的上部电极置于真空自耗电弧炉内固定，凸台面朝下，再将下部电极放置于真空自耗电弧炉内的坩埚中并定位，凹槽面朝上，将引弧料放在下部电极心部凸起部上，封真空自耗电弧炉并抽真空后，将上部电极、下部电极在真空自耗电弧炉内焊接。

步骤(2)中所述倒角的角度0°＜α＜90°。

本发明与现有技术相比具有以下优点：本发明加工工艺简单，上部电极、下部电极对中效果好，且焊接时，金属液体填充凹槽不会外溢到电极的圆周面，避免产生焊缝处裂纹、“瘤子”或飞边，从而保证了焊接质量；焊接接触面积大，不会产生虚焊，电极焊后牢固，能够避免熔炼时电极掉落。

附图说明

图1为本发明中上部电极1加工后的结构示意图。

图2为本发明中下部电极2加工后的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

如图1所示，将上部电极1的焊接端朝下并将焊接端车削加工成凸台11，所述凸台11中部加工有上部电极心部凸起部12，上部电极1焊接端外圆周倒有倒角α。

如图2所示，将下部电极2的焊接端朝上并将焊接端车削加工成凹槽21，所述凹槽21中部加工有下部电极心部凸起部22。

以Φ160mm电极焊接为例，一种难熔金属合金真空自耗电弧熔炼用电极的焊接方法，其制备过程包括：

(1)按照电极熔化的先后顺序，将对焊的上部电极1(上料)和下部电极2(下料)的两端车成平面；

(2)将上部电极1的焊接端朝下并将焊接端车削加工成凸台11，所述凸台11中部加工有上部电极心部凸起部12，上部电极1焊接端外圆周倒有倒角α，α＝30°；上部电极心部凸起部12尺寸为：Φ15mm，高度约15mm；

(3)将下部电极2的焊接端朝上并将焊接端车削加工成凹槽21，所述凹槽21中部加工有下部电极心部凸起部22，下部电极心部凸起部22尺寸为：Φ15mm，高度约15mm，下部电极2(下料)外圆周加工成高约10mm的台阶，内圆周约为Φ140mm；步骤(2)中所述上部电极1焊接端倒角面小于下部电极凹槽21的台阶内圆，以使上部电极1、下部电极2能够匹配，焊接时，上部电极心部凸起部12和下部电极心部凸起部22首先起弧融化，然后，上部电极1、下部电极2部分熔化，融化的合金液体能够填充下部电极2的凹槽21，避免金属液体外溢；

(4)将加工好的上部电极1置于真空自耗电弧炉内固定，凸台11面朝下，再将下部电极2放置于真空自耗电弧炉内的坩埚中并定位，凹槽21面朝上，将引弧料放在下部电极心部凸起部22上，封真空自耗电弧炉并抽真空后，将上部电极1、下部电极2在真空自耗电弧炉内焊接；所述引弧料是电弧熔炼开始时放在铸锭托垫上的、与要熔炼的合金成分相同的金属屑或金属片。

上述方法过程中，机加的上部电极心部凸起部12、下部电极心部凸起部22要在铸锭的中心位置，以使上部电极1、下部电极2的定位准确，焊接后整体电极的平直度好。

Claims (2)

1.一种真空自耗电弧熔炼用电极的焊接方法，其特征在于该方法的步骤为：

(1)按照电极熔化的先后顺序，将对焊的上部电极和下部电极的两端车成平面；

(2)将上部电极的焊接端朝下并将焊接端车削加工成凸台，所述凸台中部加工有上部电极心部凸起部，上部电极焊接端外圆周倒有倒角；

(3)将下部电极的焊接端朝上并将焊接端车削加工成凹槽，所述凹槽中部加工有下部电极心部凸起部，步骤(2)中所述上部电极焊接端倒角面小于下部电极凹槽的台阶内圆；

(4)将加工好的上部电极置于真空自耗电弧炉内固定，凸台面朝下，再将下部电极放置于真空自耗电弧炉内的坩埚中并定位，凹槽面朝上，将引弧料放在下部电极心部凸起部上，封真空自耗电弧炉并抽真空后，将上部电极、下部电极在真空自耗电弧炉内焊接。

2.根据权利要求1所述的一种真空自耗电弧熔炼用电极的焊接方法，其特征在于步骤(2)中所述倒角的角度0°＜α＜90°。

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