CN108247236A - 一种不锈钢a-tig焊活性剂及焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于不锈钢焊接技术领域，具体涉及一种不锈钢A‑TIG焊活性剂及焊接方法。为了解决由于现有不锈钢A‑TIG活性剂中含有卤化物，而对人体健康有影响的问题，本发明公开了一种不锈钢A‑TIG焊活性剂。不锈钢A‑TIG焊活性剂，包括活性剂粉末，该活性剂粉末由质量百分比为10％～30％的SiO2粉末，5％～20％的Cr2O3粉末，15％～50％的Al2O3粉末，10％～20％的TiO2粉末，5％～20％的MnO2粉末，5％～20％的Fe2O3粉末，5％～30％的B2O3粉末和3％～8％的La2O3粉末组成。采用本发明的活性剂进行不锈钢A‑TIG焊，不仅可以避免卤化物对操作人员健康的影响，而且可以提高焊接质量。

Description

一种不锈钢A-TIG焊活性剂及焊接方法
技术领域
本发明属于不锈钢焊接技术领域，具体涉及一种不锈钢A-TIG焊活性剂及焊接方法。
背景技术
由于，传统的TIG焊，即非熔化极惰性气体钨极保护焊，具有焊接质量高、焊接过程稳定、适宜焊接的材料多、可靠性强、焊接金属不易变质等优点，而被广泛应用。然而，随着对焊接要求的不断提高，该焊接方法也出现了一定的局限性。例如，由于钨极有限的电流承受能力，降低了电弧能量密度，限制了其功率密度，致使其熔敷效率低、焊接熔深浅以及生产效率低。
近年来，由于A-TIG焊在相同的焊接工艺下可以有效地增加焊接熔深、缩短焊接时间以及减少焊道数量，从而极大提高焊接效率。同时，该焊接方法可以不开坡口，大幅度降低焊接成本，因此被逐渐推广应用。
然而，目前在市场上虽然有用于不锈钢A-TIG焊接的活性剂，但是大部分含有卤化物等有害物质。例如，在名称为不锈钢A-TIG焊的活性剂研制的论文中就公开了一种由SiO2粉末、Cr2O3粉末、Al2O3粉末、TiO2粉末、MnO粉末、Fe2O3粉末、B2O3粉末和NaF粉末组成的活性剂。在该活性剂中，不仅具有卤化物，并且其通过NaF提升焊道熔深，从而保证焊接质量。这样，如果操作人员长时间接触该含有卤化物的活性剂，会对人体健康造成伤害。
发明内容
为了解决现有不锈钢A-TIG的活性剂中含有卤化物，而对人体健康有影响的问题，本发明提出了一种不锈钢A-TIG焊活性剂。不锈钢A-TIG焊活性剂，包括活性剂粉末，该活性剂粉末由质量百分比为10％～30％的SiO2粉末，5％～20％的Cr2O3粉末，15％～50％的Al2O3粉末，10％～20％的TiO2粉末，5％～20％的MnO2粉末，5％～20％的Fe2O3粉末，5％～30％的B2O3粉末和3％～8％的La2O3粉末组成。
优选的，该活性剂为糊状或粘稠状液体，由活性剂粉末和有机溶剂混合而成。
进一步优选的，有机溶剂采用无水乙醇。
进一步优选的，该活性剂由质量百分比为90％～95％的活性剂粉末和5％～10％的无水乙醇混合而成。
优选的，活性剂粉末由质量百分比为30％的SiO2粉末，8％的Cr2O3粉末，15％的Al2O3粉末，13％的TiO2粉末，7％的MnO2粉末，7％的Fe2O3粉末，15％的B2O3粉末和5％的La2O3粉末组成。
一种采用上述不锈钢A-TIG焊活性剂进行不锈钢A-TIG焊接的方法，具体包括以下步骤：
步骤S1，制备活性剂；按质量百分比秤取90％～95％的活性剂粉末和5％～10％的无水乙醇进行混合，获得成糊状或粘稠状液体的活性剂；
步骤S2，进行不锈钢件表面处理；采用机械方法对不锈钢件的焊接表面进行打磨处理，直至出现金属光泽；
步骤S3，涂覆活性剂；将所述步骤S1中制备的活性剂均匀涂敷在不锈钢件的焊接表面，其中活性剂的涂覆量以恰好遮盖金属光泽为准；
步骤S4，进行焊接操作；待不锈钢件表面涂覆活性剂中的无水乙醇完全蒸发后，沿活性剂的涂覆长度方向进行焊接。
优选的，在所述步骤S2中，完成不锈钢件表面打磨处理后，采用无水乙醇对不锈钢件的表面进行清洗处理。
进一步优选的，在所述步骤S4中采用手工钨极氩弧焊的焊接方法。
进一步优选的，焊接参数为：焊接电流值为110A～130A，焊接电压值为10V～14V，焊接速度为2～5m/h，焊枪倾角为70°～80°，保护气体流量为10～20L/min。
进一步优选的，保护气体采用氩气。
本发明具有以下有益效果：
1、在本发明活性剂通过去除卤化物，避免了操作人员在使用活性剂进行焊接过程中，由于长时间接触卤化物而对人体健康造成的伤害，从而提高活性剂使用过程的安全性，提高对操作人员健康的保护。
2、在本发明中通过添加一定比例的La2O3粉末，不仅保证了焊接的熔深，从而可以实现对不锈钢板的一次性焊透，而且与现有技术相比较获得了更好的成型焊缝，大大提高了焊接质量。
3、在本发明中根据活性剂的成分以及不锈钢板的厚度，通过对焊接参数的特定选择，最终保证了获得焊缝的成型质量以及焊缝的抗拉强度。
附图说明
图1为实施例1中获得焊缝的正面照片图；
图2为实施例1中获得焊缝的背面照片图；
图3为对比例1中获得焊缝的正面照片图；
图4为对比例1中获得焊缝的背面照片图；
图5为对比例2中获得焊缝的正面照片图；
图6为对比例2中获得焊缝的背面照片图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行详细介绍。
本发明的不锈钢A-TIG焊活性剂为糊状或粘稠状液体，并且由质量百分比为90％～95％的活性剂粉末和5％～10％的无水乙醇混合而成。同样，也可以采用其他有机溶剂，进行活性剂的调制。但是，优选采用无毒无害的无水乙醇进行活性剂的调制，这样可以避免在调制过程由于有机溶剂的挥发而对操作人员的身体进行造成影响。
其中，活性剂粉末由质量百分比为10％～30％的SiO2粉末，5％～20％的Cr2O3粉末，15％～50％的Al2O3粉末，10％～20％的TiO2粉末，5％～20％的MnO2粉末，5％～20％的Fe2O3粉末，5％～30％的B2O3粉末和3％～8％的La2O3粉末组成。
采用本发明的活性剂对不锈钢板进行A-TIG焊的具体步骤为：
步骤S1，制备活性剂。按质量百分比秤取90％～95％的活性剂粉末和5％～10％的无水乙醇进行混合并使用玻璃棒对两者进行充分搅拌，最终获得成糊状或粘稠状液体的活性剂。
步骤S2，进行不锈钢板表面处理。采用机械方法对不锈钢板的焊接表面进行打磨处理，直至出现金属光泽。其中，在本实施例中，采用角磨机对不锈钢板的焊接位置表面进行打磨处理，去除表面的杂质和氧化膜。
步骤S3，涂覆活性剂。采用毛刷将步骤S1中制备的活性剂均匀涂敷在不锈钢板的焊接表面，即步骤S2中完成打磨处理的区域。其中，活性剂的涂覆量以恰好可以遮盖打磨区域的金属光泽为准。
步骤S4，进行焊接操作。待不锈钢板表面涂覆的活性剂完全晾干后，即活性剂中的无水乙醇完全蒸发后，沿活性剂的涂覆长度方向对不锈钢板进行焊接操作。
实施例1
采用本发明的活性剂对厚度为6mm的321不锈钢板进行A-TIG焊。其中，活性剂粉末由质量百分比为30％的SiO2粉末，8％的Cr2O3粉末，15％的Al2O3粉末，13％的TiO2粉末，7％的MnO2粉末，7％的Fe2O3粉末，15％的B2O3粉末和5％的La2O3粉末组成。采用WSM-315D型全数字直流脉冲氩弧焊机进行焊接操作，主要焊接参数为：焊接电流值为110A～130A，焊接电压值为10V～14V，焊接速度为2～5m/h，焊枪倾角为70°～80°，保护气体采用氩气，气体流量为10～20L/min。
最终获得如图1所示的焊缝正面照片图和如图2所示的焊缝背面照片图，并且对完成焊接的不锈钢板进行焊缝拉力试验，获得表1所示的试验结果。
表1
对比例1
采用与实施例1相同的方法对厚度为6mm的321不锈钢板进行A-TIG焊。其区别仅在于，活性剂粉末由质量百分比为30％的SiO2粉末，8％的Cr2O3粉末，15％的Al2O3粉末，13％的TiO2粉末，7％的MnO2粉末，7％的Fe2O3粉末，15％的B2O3粉末和5％的NaF粉末组成。
最终获得如图3所示的焊缝正面照片图和如图4所示的焊缝背面照片图，并且对完成焊接的不锈钢板进行焊缝拉力试验，获得表2所示的试验结果。
表2
对比例2
采用与实施例1相同的方法对厚度为6mm的321不锈钢板进行A-TIG焊。其区别仅在于，活性剂粉末由质量百分比为35％的SiO2粉末，14％的Cr2O3粉末，10％的Al2O3粉末，8％的TiO2粉末，8％的MnO粉末，5％的Fe2O3粉末和20％的B2O3粉末组成，并且获得如图5所示的焊缝正面照片图和如图6所示的焊缝背面照片图。
结合图1至图4所示，对比实施例1和对比例1可知，通过采用由La2O3粉末代替NaF粉末的活性剂进行不锈钢板的A-TIG焊接，不仅同样可以直接焊透6mm的不锈钢板，而且在实施例1中获得的焊缝的正面和背面具有更好的连续性和均匀性。同时，实施例1中焊缝的背面不仅具有高度更加均匀的余高，而且焊缝背面的两端具有更好的起焊和收尾，从而保证了整条焊缝的质量。此外，对比表1和表2中的试验数据以及两者拉伸试验过程中的断裂位置可知，采用实施例1方法获得的焊缝具有更高的抗拉强度，焊接质量更好。
结合图1、图2、图5和图6所示，对比实施例1和对比例2可知，在对比例2中采用去除La2O3粉末的活性剂进行不锈钢A-TIG焊接时，虽然对比例2中获得焊缝的正面也保持了连续性，但是其焊缝的背面却断断续续而且局部存在未熔透缺陷。同时，在焊缝的正面没有出现下沉现象，在焊缝的背面没有产生余高，即在对比例2中并没有真正实现对6mm不锈钢的连接焊透。因此，与对比例2相比较，在实施例1中通过添加一定比例的La2O3粉末，大大增加了整个活性剂对焊道熔深的提升效果，保证了焊缝的成型和焊接质量。

Claims (10)

1.一种不锈钢A-TIG焊活性剂，其特征在于，包括活性剂粉末，该活性剂粉末由质量百分比为10％～30％的SiO2粉末，5％～20％的Cr2O3粉末，15％～50％的Al2O3粉末，10％～20％的TiO2粉末，5％～20％的MnO2粉末，5％～20％的Fe2O3粉末，5％～30％的B2O3粉末和3％～8％的La2O3粉末组成。
2.根据权利要求1所述的不锈钢A-TIG焊活性剂，其特征在于，该活性剂为糊状或粘稠状液体，由活性剂粉末和有机溶剂混合而成。
3.根据权利要求2所述的不锈钢A-TIG焊活性剂，其特征在于，有机溶剂采用无水乙醇。
4.根据权利要求3所述的不锈钢A-TIG焊活性剂，其特征在于，该活性剂由质量百分比为90％～95％的活性剂粉末和5％～10％的无水乙醇混合而成。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的不锈钢A-TIG焊活性剂，其特征在于，活性剂粉末由质量百分比为30％的SiO2粉末，8％的Cr2O3粉末，15％的Al2O3粉末，13％的TiO2粉末，7％的MnO2粉末，7％的Fe2O3粉末，15％的B2O3粉末和5％的La2O3粉末组成。
6.一种采用权利要求1-5中任意一项所述不锈钢A-TIG焊活性剂进行的不锈钢A-TIG焊接方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤S1，制备活性剂；按质量百分比秤取90％～95％的活性剂粉末和5％～10％的无水乙醇进行混合，获得成糊状或粘稠状液体的活性剂；
步骤S2，进行不锈钢件表面处理；采用机械方法对不锈钢件的焊接表面进行打磨处理，直至出现金属光泽；
步骤S3，涂覆活性剂；将所述步骤S1中制备的活性剂均匀涂敷在不锈钢件的焊接表面，其中活性剂的涂覆量以恰好遮盖金属光泽为准；
步骤S4，进行焊接操作；待不锈钢件表面涂覆活性剂中的无水乙醇完全蒸发后，沿活性剂的涂覆长度方向进行焊接。
7.根据权利要求6所述的不锈钢A-TIG焊接方法，其特征在于，在所述步骤S2中，完成不锈钢件表面打磨处理后，采用无水乙醇对不锈钢件的表面进行清洗处理。
8.根据权利要求6所述的不锈钢A-TIG焊接方法，其特征在于，在所述步骤S4中采用手工钨极氩弧焊的焊接方法。
9.根据权利要求8所述的不锈钢A-TIG焊接方法，其特征在于，焊接参数为：焊接电流值为110A～130A，焊接电压值为10V～14V，焊接速度为2～5m/h，焊枪倾角为70°～80°，保护气体流量为10～20L/min。
10.根据权利要求9所述的不锈钢A-TIG焊接方法，其特征在于，保护气体采用氩气。
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