CN101244489A - 一种用于填丝焊的活性焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于材料工程技术领域，涉及一种活性焊接方法。一种用于填丝焊的活性焊接方法，其特征在于将活性剂均匀封装在焊丝中或涂敷在焊丝的表面。本发明方法用于镁合金焊接时，活性剂是由MnCl2、CaCl2、MnO2、ZnO组成，其重量配比为：MnCl210％－40％、CACl25％－20％、MnO215％－30％、ZnO20％－60％，活性剂添加量按焊丝的表面积计，为0.2～0.8mg/mm2。使用本发明的方法，克服了现有活性焊接时填丝困难，焊缝不易成型的缺点，能够形成均匀美观的焊缝，焊接熔深比普通填丝焊增加1－3倍，在厚板焊接时减少了焊接道次，有效抑制了焊接变形，提高了焊接接头强度，并简化了焊接工艺，提高了生产效率。
Description
所属技术领域
本发明属于材料工程技术领域，涉及一种在焊接过程中使用活性剂的活性焊接方法。
技术背景
现有的活性焊接技术，是在待焊板材表面涂一层很薄的活性剂，引起焊接电弧收缩或熔池液态流动方式发生变化，可使熔深比常规焊接增加一到二倍，是一种增加焊接熔深、提高生产效率的有效手段。
在实际生产过程中，多数场合需要进行填丝焊接，填丝焊有利于保证焊接接头的抗拉强度、疲劳强度等综合性能。但如果采用现有的活性焊接方法进行填丝焊，由于焊接板材的表面涂有一层活性剂，阻碍了焊丝熔滴向熔池中的过渡，造成焊缝无法成形。
发明内容
本发明的目的，是提供一种用于填丝焊的活性焊接方法，解决现有活性焊不能填丝的问题，焊接效果能够结合填丝焊和活性焊的优点。
本发明采用的技术方案是：一种用于填丝焊的活性焊接方法，其特征在于将活性剂均匀封装在焊丝中或涂敷在焊丝的表面。
在将活性剂封装在焊丝中以前，应将粉末状活性剂烘干；为将活性剂涂敷在焊丝表面，可以将粉末状活性剂用丙酮或酒精调成糊状，再均匀涂敷在焊丝表面，然后烘干。由于机械填丝时焊丝表面会受到挤压，为避免活性剂从焊丝表面脱落，机械填丝时应使用内部均匀封装活性剂的焊丝。
使用本发明方法，由于活性物质附着在焊丝熔滴的表面，造成焊丝熔滴的表面张力小于熔池金属的表面张力，与现有活性焊工艺相比，本发明使熔滴与熔池金属较易混合，有利于形成完整焊缝。
在已有的活性焊接法中活性剂被涂敷在板材表面，主要通过影响焊接熔池的流动方式增加熔深，活性剂的组分偏重于氧化物。在本发明中，活性剂主要是通过影响焊接电弧而增加熔深，在活性剂的组分中可增加氯化物的含量，活性剂可主要由金属或非金属的氧化物、氯化物和氟化物组成。
本发明方法用于镁合金焊接时，活性剂是由MnCl2、CaCl2、MnO2、ZnO组成，其重量配比为：MnCl2 10％-40％、CaCl2 5％-20％，、MnO2 15％-30％、ZnO20％-60％，活性剂添加量按焊接材料的表面积计，为0.2～0.8mg/mm2。
在上述活性剂中，对焊接电弧作用比较明显的氯化物含量较高，有利于熔深的增加。
使用本发明的方法，克服了现有活性化焊接时填丝困难，焊缝不易成型的缺点，能够形成均匀美观的焊缝；焊接熔深比普通填丝焊增加1-3倍；活性剂与焊丝的结合使用在厚板焊接时减少了焊接道次，有效抑制了焊接变形、焊接接头晶粒粗化等现象，提高了焊接接头强度；并简化了焊接工艺，提高了生产效率。
具体实施方式
实施例1，对镁合金进行钨极氩弧焊，填充表面涂敷有活性剂的镁合金焊丝。活性剂的成分为：MnCl2 20.3％、CaCl2 8.4％、MnO2 23.1％、ZnO 46.2％，所选镁合金焊丝的直径为3mm。
用丙酮将活性剂调成糊状，用软毛刷将活性剂涂敷在镁合金焊丝表面，涂敷量按焊接材料的表面积计，为0.5mg/mm2。涂敷后将焊条放入烘干箱中100℃烘干1小时。使用制备好的焊丝对10mm厚度的镁合金板进行对接焊，焊接方法为钨极氩弧焊，手工填丝。
焊接的规范参数为：焊接电流260A，弧长2mm，焊接速度400mm/min，填丝速率约600mm/min，焊枪倾角75°，保护气(Ar)流量：10L/min。焊接过程中焊丝熔滴能平稳过渡进入熔池并与熔池金属很好的混合，最后得到的焊缝波纹均匀，表面光滑，可使10mm厚度的镁合金板一次性焊透。
如果填充不加活性剂的普通焊丝，焊接10mm厚度的镁合金板材，需要开坡口，填丝，五、六道才能完成。焊接变形较大，焊接接头强度较低；使用本发明的方法，可使熔深增加2倍左右。对于10mm以下的镁合金对接，无需开坡口，采用直边破口不留间隙对接，一次焊接完成。
实施例2，对镁合金进行等离子弧焊，填充表面涂敷有活性剂的镁合金焊丝。活性剂的成分为：MnCl2 10％，CaCl2 5％，MnO2 30％，ZnO 55％，镁合金焊丝的直径为3mm。
用丙酮将活性剂调成糊状，用软毛刷涂敷在镁合金焊丝表面，涂敷量按焊接材料的表面积计，为0.8mg/mm2。涂敷后将焊条放入烘干箱中100℃烘干1小时。使用制备好的焊丝对10mm厚度的镁合金板进行对接焊，焊接方法为等离子弧焊，手工填丝。
焊接电流：120A，焊接速度800mm/min，钨极直径4mm，保护气(Ar)流量15L/min，等离子气(Ar)流量2L/min，电弧长度2mm。焊缝波纹均匀，表面光滑，可使10mm厚度的镁合金板一次性焊透。
实施例3，对镁合金进行钨极氩弧焊，填充表面涂敷有活性剂的镁合金焊丝。活性剂的成分为：MnCl2 40％、CaCl2 20％、MnO2 20％、ZnO 20％，所选镁合金焊丝的直径为3mm。
用丙酮将活性剂调成糊状，用软毛刷将活性剂涂敷在镁合金焊丝表面，涂敷量按焊接材料的表面积计，为0.2mg/mm2。涂敷后将焊条放入烘干箱中100℃烘干1小时。使用制备好的焊丝对8mm厚度的镁合金板进行对接焊，焊接方法为钨极氩弧焊，手工填丝。
焊接的规范参数为：焊接电流220A，弧长2mm，焊接速度400mm/min，填丝速率约600mm/min，焊枪倾角75°，保护气(Ar)流量：10L/min。焊接过程中焊丝熔滴能平稳过渡进入熔池并与熔池金属很好的混合，最后得到的焊缝波纹均匀，表面光滑，可使8mm厚度的镁合金板一次性焊透。
实施例4，对镁合金进行钨极氩弧焊，填充内部均匀封装活性剂的镁合金焊丝。
活性剂的成分为：MnCl210％，CaCl2 15％，MnO2 15％，ZnO 60％，将上述化合物混合均匀后，放入烘干炉中烘干1小时，然后采用药芯焊丝的制备工艺将活性剂均匀封装在焊丝中，焊丝直径2.4mm，活性剂量按焊接材料的表面积计，为0.5mg/mm2。使用制备好的焊丝对10mm厚度的镁合金试板进行对接焊，焊接方法为钨极氩弧焊并进行机械自动填丝。焊接电流260A，弧长2mm，焊接速度800mm/min，填丝速率1000mm/min，焊枪倾角75°，保护气(Ar)流量：10L/min。结果得到焊缝波纹细腻，镁合金板完全焊透。
实施例5，对不锈钢进行钨极氩弧焊，填充表面涂敷有活性剂的焊丝。活性剂的成分为：MnCl2 15％、CaCl2 20％、TiO2 15％、Cr2O3 20％、SiO2 30％，所选焊丝的直径为3mm。
用丙酮将活性剂调成糊状，用软毛刷将活性剂涂敷在焊丝表面，涂敷量按焊接材料的表面积计，为0.6mg/mm2。涂敷完毕后将焊条放入烘干箱中100℃烘干1小时。使用制备好的焊丝对6mm厚度的不锈钢板进行对接焊，焊接方法为钨极氩弧焊，手工填丝。
焊接的规范参数为：焊接电流180A，弧长3mm，焊接速度800mm/min，填丝速率约600mm/min，焊枪倾角75°，保护气(Ar)流量：10L/min。焊接过程中焊丝熔滴能平稳过渡进入熔池并与熔池金属很好的混合，最后得到的焊缝波纹均匀，表面光滑，可使6mm厚度的不锈钢板一次性焊透。
Claims (2)
1. 一种用于填丝焊的活性焊接方法，其特征在于将活性剂均匀封装在焊丝中或涂敷在焊丝的表面。
2. 根据权利要求1所述的一种用于填丝焊的活性化焊接方法，其特征在于对镁合金进行焊接时，活性剂是由MnCl2、CaCl2、MnO2、ZnO组成，其重量配比为：MnCl210％-40％、CaCl25％-20％，、MnO215％-30％、ZnO20％-60％，活性剂添加量按焊接材料的表面积计，为0.2～0.8mg/mm2。
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