CN107900548A - 复合焊丝 - Google Patents

Abstract

复合焊丝，属于焊接材料技术领域。本发明是为了解决现有单丝焊丝焊接由于焊缝两边受热较低，形成焊缝向上凸起，焊接质量低的问题。它包括：内层的焊材；包裹焊材的外层的钢皮；还可以包括填充在焊材与钢皮之间的焊剂。本发明作为一种复合焊丝，外层的钢皮直接参与焊接过程中的填充，能增加金属填充量，具有高溶覆率，从而提高焊接效率。

Description

复合焊丝

技术领域

本发明涉及复合焊丝，属于焊接材料技术领域。

背景技术

采用传统的单丝焊丝进行焊接时，电弧对工件的加热一般都是由中间开始，熔池从中心向外扩散，这种方式造成焊缝的中间温度高，周边温度低。由于表面张力的作用，焊缝会向上凸起。对于多层多道焊接，由于电弧对焊缝的中心位置加热多，而两边加热少，很容易造成焊缝两边夹渣或熔合不良的情况。

发明内容

本发明是为了解决现有单丝焊丝焊接由于焊缝两边受热较低，形成焊缝向上凸起，焊接质量低的问题，提供了一种复合焊丝。

本发明所述复合焊丝，它包括：内层的焊材；包裹焊材的外层的钢皮。

还包括填充在焊材与钢皮之间的焊剂。

所述焊材为单股实芯丝，单股实芯丝与钢皮同轴设置。

或者所述焊材为多股实芯丝。

所述多股实芯丝其中的一股作为中心股与钢皮同轴设置，其余股沿圆周方向均匀的环绕在中心股周围。或者所述多股实芯丝沿焊材的宽度方向等距离的排布成一条直线。

本发明的优点：本发明所述复合焊丝，其外层的钢皮也直接参与焊接过程中的填充，能增加金属填充量，具有高溶覆率，从而提高焊接效率。

附图说明

图1是本发明所述包括单股实芯丝的复合焊丝的结构示意图；

图2是本发明所述包括多股实芯丝的复合焊丝的结构示意图；

图3是截面为长条形的复合焊丝的结构示意图；

图4是截面为长条形的复合焊丝与焊缝方向平行时的焊接方位示意图；

图5是截面为长条形的复合焊丝与焊缝方向垂直时的焊接方位示意图；

图6是采用本发明复合焊丝进行焊接时的焊缝示意图；

图7是采用现有焊丝进行焊接时的焊缝示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行说明：

结合图1和图2所示，本发明包括处于复合焊丝内层的焊材1，及包裹在焊材的外层的钢皮2。

进一步地，结合图1所示，还可以包括填充在焊材1与钢皮2之间的焊剂3。所述的复合焊丝，可以配置不同的焊材1及焊剂3，以适应不同焊接工艺的要求。其中焊材1可以采用70S-6焊丝或微合金材料；焊剂3可以采用常用的71T-1药芯丝焊剂。

根据本公开的具体实施例，结合图1所示，所述焊材1可以为单股实芯丝，单股实芯丝与钢皮2同轴设置。

根据本公开的又一具体实施例，结合图2和图3所示，所述焊材1也可以为多股实芯丝。

当焊材1采用多股实芯丝形成时，由于其外层有钢皮2包裹，将多股实芯丝有效包紧，因此不会出现多股实芯丝散开现象；同时能够提供平滑的外表面，使送丝的过程平稳顺畅。如果没有外层钢皮2包裹，多股实芯丝在送丝轮的挤压下会散丝或曲丝，造成送丝困难。

对于单股实芯丝也是这样，如果没有外层钢皮2包裹，由于单股实芯丝较细，与送丝机构的接触面积小，极易打滑。

采用所述单股实芯丝或多股实芯丝的复合焊丝，其具体形式根据需要，可以填充焊剂3也可以不填充焊剂3，以适应不同焊接工艺需要。

进一步的，所述多股实芯丝其中的一股作为中心股与钢皮2同轴设置，其余股沿圆周方向均匀的环绕在中心股周围。

或者所述多股实芯丝沿焊材的宽度方向等距离的排布成一条直线。这种结构的复合焊丝，其横截面为长条形，即形成扁型焊丝，可用于宽焊缝时的焊接。所述扁型焊丝使用于窄坡口或间隙焊接时，电弧能从左至右，再从右至左燃烧，保证两边焊件的多热量供应，减少夹渣及溶合不良的现象发生。

对于采用多股实芯丝的复合焊丝，由于增加了内层的填充焊丝，多股实芯丝受到杆伸长加热与电弧加热效应，多股实芯丝不会同时燃烧，电流会集中于一至两股实芯丝上，导至电流密度上升，增加局部溶池温度，同时会预热其他股实芯丝，产生热丝效应，增加焊接效率。

具体为：多股实芯丝的复合焊丝，由于丝与丝间存在电阻，因此多股实芯丝不会同步熔化。电弧因为要自动寻找最短的距离引燃，因此利用电弧在各实芯丝间的游走，能使熔池平均受热。由于电流在某个时间段内集中于部分实芯丝，会使电流密度增加，电弧温度提升，有利于减少熔合不良现像，特别是能提高焊缝两边的热量。

例如：单股焊丝若横截面积为2mm²，当电流为200A时，电流密度为200/2＝100A/mm²。

而对于三股实芯丝的情况则每根单丝的横截面积为2mm²/3，电流为200A时，电流密度为200/(2/3)＝300A/mm²。电流密度可提升3倍。

所述实芯丝为药芯丝。

结合图4所示，采用截面为长条形的复合焊丝进行焊接时，如果使焊丝的长条形截面与焊缝平行放置，由于熔池由圆型变成长条型，对熔池的加热时间变长，可提高焊速。

焊接时的电弧一般有三个功能：预热、溶透或溶深及成型。常用的圆形焊丝，由于熔池也是圆形的关系，只能将上述三个功能重叠，限制了工艺规范，导致焊接效率的局限性。而图4所示的扁型焊丝对溶池的加热方式是从前到后，首端的实芯丝起弧时开始对焊缝加热，当中间的实芯丝起孤时，工件已升温，此时电弧能量可集中于溶深，而末端的实芯丝起弧时，可用做对焊缝的外观进行整形，这样使得电弧的能量分配合理，规范提升，焊速加快。

结合图5所示，采用截面为长条形的复合焊丝进行焊接时，如果使焊丝的长条形截面与焊缝垂直放置，则能够增加复合焊丝所达到的焊宽；图5中，焊丝所形成电弧的焊接原理与图4中相同，利用电弧在实芯丝间的移动，将电弧能量以线性方式对焊缝加热及填充，能够达到现有需要用大直径焊丝才能达到的焊接宽度。

当所述扁型焊丝的电弧引燃后,由于钢皮2与焊材1的熔化速度不一样，电弧会在钢皮2与多股实芯丝间循环游走,由于多股实芯丝平排,电弧的型态由圆型改变成长椭圆形,当与焊缝方向一致时，如图4所示，由于热方向一致，能够加快焊速,加深溶深；如与焊缝成90度如图5所示，则可在有效保证熔深的情况下，增加熔宽。

由于扁型焊丝的多股实芯丝不会同时起弧，电弧及电流集中于部分实芯丝上，使电流密度提高，电流密度＝电流/截面积；另外，扁型焊丝在比较低的电流下，仍能充分燃烧。例如，当电流为200A时，对于单根2mm²的焊丝，电流密度为200A/2＝100A/mm²；如果此时钢皮2包裹了4根0.5mm²的实芯丝，总面积仍是2mm²，但由于4根实芯丝轮流引弧，电弧集中于一根实芯丝时，电流密度＝200A/0.5＝400A/mm²，如果集中于两根实芯丝，电流密度也为200A/1mm²＝200A/mm²，都大于只包括单根实芯丝时的电流密度，电流密度的增大，将成比例的提升电弧温度，从而增加焊丝的熔化速度。

以上两种情况，由于能量分配合理，电弧能量不会无价值的消耗在熔宽或多层多道焊接的多层熔深上，都大大节省了电能。

单股实芯丝的复合焊丝工作原理：在焊接时，当复合焊丝引燃电弧后，由于焊丝的干伸长部分的存在，会产生对内层的焊材1和/或焊剂3加热的效果，同时在钢皮2与工件之间产生电弧。在焊接过程中，焊材1和/或焊剂3被溶解，同时参与到熔池的形成中，并在焊缝表面生成保护层，保证了焊缝的质量。

多股实芯丝的复合焊丝工作原理：在焊接时，当复合焊丝引燃电弧后，由于钢皮2与内部焊材的溶化速度不一样，电弧需要寻找最短的距离形成电回路，使得电弧会在钢皮2与内层多股实芯丝循环游走,这样会使电弧对熔池比较均匀的进行加热，打破了单溶池的表面张力.使焊缝更加平滑,并减少焊缝凸出现像.

图6所示，为采用本发明复合焊丝进行焊接形成的焊缝，因电弧在焊丝间游走，溶池温度平均，焊缝的表面张力较均匀，因此能形成平坦并不向上凸起的焊缝。图7所示，为采用传统焊丝进行焊接形成的焊缝，其焊缝表面因张力作用而向上隆起；当焊縫凸起时，焊缝中间高，两边低，尤其对于多层多道焊时，由于焊缝两边距离电弧的距离增加，电弧热量较低，容易出现溶合不良及夹渣现像。

Claims (7)

1.一种复合焊丝，其特征在于，它包括：

内层的焊材；

包裹焊材的外层的钢皮。

2.根据权利要求1所述的复合焊丝，其特征在于，还包括：

填充在焊材与钢皮之间的焊剂。

3.根据权利要求1或2所述的复合焊丝，其特征在于，

所述焊材为单股实芯丝，单股实芯丝与钢皮同轴设置。

4.根据权利要求1或2所述的复合焊丝，其特征在于，

所述焊材为多股实芯丝。

5.根据权利要求4所述的复合焊丝，其特征在于，

所述多股实芯丝其中的一股作为中心股与钢皮同轴设置，其余股沿圆周方向均匀的环绕在中心股周围。

6.根据权利要求4所述的复合焊丝，其特征在于，

所述多股实芯丝沿焊材的宽度方向等距离的排布成一条直线。

7.根据权利要求3～6中任一项所述的复合焊丝，其特征在于，

所述实芯丝为药芯丝。