CN104999165A - 一种焊缝美观、稀释率低的立向下堆焊方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种焊缝美观、稀释率低的立向下堆焊方法，采用脉冲熔化极惰性气体保护焊焊接电源；管材竖向放置，焊枪指向斜上方并与竖直方向的夹角呈75～80度，焊枪喷出的电弧吹向熔池；焊枪横向往复摆动，摆动频率为500～900次/分钟，摆动宽度为5-9mm；焊接电流为120～180A，焊接电压为22～25V，送丝速度在6-8米/分钟,焊丝干伸长度控制在10-15mm；焊枪向下移动的速度为600～1200毫米/分钟。本发明的立向下堆焊方法可使焊缝连续平滑、薄而美观，熔深浅、稀释率低，节约焊丝，降低成本。

Description

一种焊缝美观、稀释率低的立向下堆焊方法
技术领域
本发明涉及一种焊缝美观、稀释率低的立向下堆焊方法。
背景技术
随着制造业从高投入、高消耗、高污染的传统模式向提高生产效率，最大限度地利用资源，和最低限度地产出废物的可持续发展模式转变，近年来表面工程和再制造工程得到迅猛发展。而堆焊是表面工程和再制造工程的重要技术手段。堆焊技术有如下特点：堆焊层与母材能实现冶金结合；堆焊获得的表面层厚度最大；所用的设备相对比较简单；易于实现工地现场施工；并且在技术上也较为成熟。因此，目前堆焊技术已广泛应用于各行业中。
堆焊技术较为常用的应用是针对热交换器的管或管屏，由于锅炉的水冷壁, 特别是超临界锅炉、CFB锅炉、垃圾焚烧锅炉和废热锅炉,内部有大量的高温腐蚀介质, 或者有大量的颗粒状烟尘,在高速流动下,会对锅炉向火面或迎风面的管壁造成极大的高温腐蚀、化学腐蚀或磨损腐蚀,一般每年的管壁减薄量都在1.5～3毫米左右,恶劣情况下,管子在半年后就会出现爆管等现象, 存在安全隐患,锅炉不得不经常停机进行检修，每次检修的直接或间接损失有几十万甚至上百万, 给锅炉运行企业带来了巨大的损失。现在大部分锅炉运行企业都采用锅炉水冷壁内表面喷涂来解决管壁壁厚损失的问题,但是由于喷涂层的致密性以及喷涂层和管壁的结合力很差, 只能解决部分管壁壁厚损失的问题, 对于高温腐蚀及化学腐蚀等较复杂的工作环境, 基本上不能解决问题。
现在国外解决该类问题的方式是在管壁上360度堆焊一层耐腐蚀的材料,然后再焊接成水冷壁，通常的堆焊金属是INCO622或INCO625, 该类合金由于含有22%的Cr，10～15%的Mo，其余的大部分合金都是Ni，所以该材料有非常好的抗腐蚀性能。但是这种堆焊方式的外观成型不够美观，堆焊焊缝不均匀，稀释率一般只能控制在10%左右，熔敷率大，焊接质量低，使堆焊层的冶金性能大打折扣。同时，由于材料价格非常昂贵，而传统的360度堆焊方式有焊缝重叠比例大，造成了大量的材料浪费。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种焊缝美观、稀释率低的立向下堆焊方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种焊缝美观、稀释率低的立向下堆焊方法，采用脉冲熔化极惰性气体保护焊焊接电源；管材竖向放置，焊枪指向斜上方并与竖直方向的夹角呈75～80度，焊枪喷出的电弧吹向熔池；焊枪横向往复摆动，摆动频率为500～900次/分钟，摆动宽度为5-9mm；焊接电流为120～180A，焊接电压为22～25V，送丝速度在6-8米/分钟, 焊丝干伸长度控制在10-15mm；焊枪向下移动的速度为600～1200毫米/分钟。
作为上述技术方案的改进，所述焊枪与竖直方向的夹角优选为79度。
作为上述技术方案的进一步改进，所述摆动频率优选为700次/分钟。
进一步，摆动宽度优选为8mm。
进一步，焊枪向下移动的速度优选为900毫米/分钟。
本发明的有益效果是：通过竖向放置管材，利用焊接熔池液态金属的重力来克服液态金属的表面张力，使焊接熔池能够在铁基金属上铺开，形成较薄的焊缝，节约了昂贵的焊丝；焊枪指向斜上方并与竖直方向的夹角呈75～80度，焊枪喷出的电弧吹向熔池，使电弧吹力、液态金属的重力以及液态金属的表面张力达到一个动态平衡，可获得连续稳定的熔池，从而形成一个外观平滑连续的焊缝，电弧始终吹向熔池而没有直接吹向管壁，即焊接始终处在熔化的熔池上，这样得到的电弧非常稳定，可以获得熔深浅、稀释率低、焊缝美观的堆焊结构；采用焊枪横向往复摆动，可以加宽焊缝的宽度，同时起到快速搅拌熔池，使熔池中的渣和气体在摆动过程中迅速溢出，得到一个质量稳定连续的焊缝熔池，通过快速摆动，可分散热量，减少熔池向下流动的趋势，通过快速摆动还可提高焊缝两侧的熔合性，从而减少焊缝缺陷。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
参照图1，一种焊缝美观、稀释率低的立向下堆焊方法，采用脉冲熔化极惰性气体保护焊焊接电源；管材1竖向放置，焊枪2指向斜上方并与竖直方向的夹角呈75～80度，焊枪2喷出的电弧3吹向熔池4；焊枪2横向往复摆动，摆动频率为500～900次/分钟，摆动宽度为5-9mm；焊接电流为120～180A，焊接电压为22～25V，送丝速度在6-8米/分钟, 焊丝干伸长度控制在10-15mm；焊枪2向下移动的速度为600～1200毫米/分钟。焊接气体采用包括氦气、氩气等惰性气体以及氧气，二氧化碳等非惰性气体按照合适的比例进行混合，混合比例对于不同的焊接形式，焊接金属，焊接材料都会有所不同；由于镍基金属在通常状态下焊接非常困难，铁水熔点高，表面张力大，非常难以铁基金属上焊接，本实施例中将管材1竖向放置，焊枪2指向斜上方并与竖直方向的夹角呈75～80度，焊枪2喷出的电弧3吹向熔池4，采用立向下堆焊方法，利用熔池4中液态金属的重力来克服液态金属的表面张力，使熔池4能够在铁基金属上铺开，形成较薄的焊缝金属，节约了昂贵的焊丝，通常焊缝熔敷金属厚度可以控制在0.4-0.8mm；由于在立向下焊接过程中，熔化的铁水的重量会大于铁水的表面张力，使铁水向下流动，破坏熔池的连续性，造成较差的焊缝成型，因此将焊枪2指向斜上方并与竖直方向的夹角呈75～80度，焊枪2喷出的电弧3吹向熔池，使电弧3的吹力、熔化铁水的重量以及铁水的表面张力达到一个动态平衡，以获得稳定连续的熔池4，从而形成一个外观平滑连续的焊缝；电弧3始终吹向熔池4，即焊接始终处在熔化的熔池4上，这样得到的电弧3非常稳定，可以获得稀释率极低，焊缝非常美观的堆焊结构；电弧3没有直接吹向管壁，可以得到一个熔深很浅、稀释率极低的焊缝，稀释率可以控制在3%～5%左右，甚至可以达到2%；焊枪2高速往复摆动，可以增加焊缝的宽度，同时起到快速搅拌熔池4，使熔池4中的渣和气体在摆动过程中迅速溢出，得到一个质量稳定连续的焊缝，通过快速摆动，可以分散热量，减少熔池向下流动的趋势，通过快速摆动还可提高焊道两侧的熔合性，从而减少焊缝缺陷。
在本实施例中，优选的，所述焊枪与竖直方向的夹角优选为79度。
在本实施例中，优选的，所述摆动频率优选为700次/分钟。
在本实施例中，优选的，摆动宽度优选为8mm。
在本实施例中，优选的，焊枪向下移动的速度优选为900毫米/分钟。
以上所述，只是本发明的较佳实施方式而已，但本发明并不限于上述实施例，只要其以任何相同或相似手段达到本发明的技术效果，都应落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种焊缝美观、稀释率低的立向下堆焊方法，其特征在于：采用脉冲熔化极惰性气体保护焊焊接电源；管材竖向放置，焊枪指向斜上方并与竖直方向的夹角呈75～80度，焊枪喷出的电弧吹向熔池；焊枪横向往复摆动，摆动频率为500～900次/分钟，摆动宽度为5-9mm；焊接电流为120～180A，焊接电压为22～25V，送丝速度在6-8米/分钟, 焊丝干伸长度控制在10-15mm；焊枪向下移动的速度为600～1200毫米/分钟。
2.根据权利要求1所述的一种焊缝美观、稀释率低的立向下堆焊方法，其特征在于：所述焊枪与竖直方向的夹角优选为79度。
3.根据权利要求1所述的一种焊缝美观、稀释率低的立向下堆焊方法，其特征在于：所述摆动频率优选为700次/分钟。
4.根据权利要求1所述的一种焊缝美观、稀释率低的立向下堆焊方法，其特征在于：摆动宽度优选为8mm。
5.根据权利要求1所述的一种焊缝美观、稀释率低的立向下堆焊方法，其特征在于：焊枪向下移动的速度优选为900毫米/分钟。
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