CN1084240C - 自动堆焊用柔性粉末带 - Google Patents
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Abstract
本发明属于用于非接合目的的电弧焊接方法领域。主要适用于大面积堆焊。本发明所述的自动堆焊用柔性粉末带由袋状包装层和金属粉末组成，金属粉末处于袋状包装层内。袋状包装层由内层和外层粘结而成，外层由耐高温的高强度石英玻璃纤维纱编织而成，内层为由高分子材料制成的超薄塑料膜。高分子材料可为高压聚乙烯、低压聚乙烯、聚四氟乙烯、氯丁橡胶、丙烯或聚氯乙烯中任一种。本发明既有较高的强度和较好的韧性，又有良好的工艺性能。
Description
技术领域
本发明属于用于非接合目的的电弧焊接方法领域。主要适用于大面积堆焊。
背景技术
众所周知，在表面磨损比较严重的工况条件下，为了延长零部件的使用寿命，常在金属表面堆焊一层耐磨合金，提高表面耐磨性能。在堆焊层中往往含有一定量的硬化合金。
在现有的几种电弧堆焊方法中，各具有不同的特点：
气体保护(或渣保护)粉芯焊带或管状焊丝自动堆焊方法，其堆焊效率高、工艺过程稳定、成分均匀，是较理想的堆焊方法，但由于受到焊带、焊丝本身装填系数的限制(一般＜35％)，堆焊层的合金含量也受到限制，不会太高；另外，粉芯焊带和管状焊丝的成本较高，影响大面积的推广应用。
申请号为CN88105750.9的中国专利申请提供了一种埋弧自动焊覆层焊剂及装置。它是将粉末和焊丝分别独立送入熔池，熔化后形成堆焊层整体。其成本大幅度下降，但仍需消耗大量焊剂，而且在实际堆焊过程中，时有因电弧不能将焊剂下的粉末完全熔化，同时因埋弧焊采用下降特性电源配以弧压反馈变速送丝进行电弧调节的方式，造成堆焊成分不准确、不均匀，以及焊剂中混入了金属粉而造成回收再利用的困难；另外，由于送粉咀与燃弧点有一定距离，在启弧、收弧处仍有部分粉末不能完全利用，造成浪费。
在现有的堆焊方法中，也有的将合金粉末与粘结剂混合压制成块、堆焊前将粉块摆放在金属表面上，以热源熔化形成堆焊层。使用的热源可以是碳极电弧、手工焊条电弧以及非熔化极气体保护焊电弧等明弧。这种方法的优点是：堆焊合金含量高，焊材成本低，无需熔化焊剂，能量利用合理，不需清渣，堆焊过程可视性好，可将摆放的粉块全部熔化提高粉末利用率。其缺点是粉块需手工摆放，甚至热源也经手工移动，影响了操作的机械化程度；由于粉块是在堆焊前摆放上去的，所以无法在自转的回转体表面上进行堆焊；另外，手工摆放粉块的位置、间隔无法准确一致，影响堆焊层成分的均匀性。
专利号为ZL93105887.2的中国专利提供了一种金属表面大面积堆焊的方法。它是将需要的合金粉末与粘结剂混合，压制成具有一定厚度和宽度的柔性粉末带。焊接时，粉末带自动、连续地铺设在金属表面，以熔化极气体保护焊电弧为热源，电极、粉末带和金属表面层同时熔化，共同形成堆焊金属层。这种方法集中了上述方法各自的优点：既可提高过渡合金的比例，能量利用合理，熔化效率高；又便于机械化操作。其缺点是制作柔性粉末带的粘结剂在许多使用场合是受限制的。首先，如果堆焊层用于金属表面的耐蚀保护，合金往往为铬镍系不锈钢，要求含碳量或其它杂质极低，粉末带不能选用主要由碳、氢、氧等元素组成的有机粘结剂，而受成分限制的几种无机粘结剂很难满足粉末带“柔性”要求。其次，在耐磨堆焊应用中，粉末带虽可采用有机粘结剂来保证所要求的“柔性”，但如果连续堆焊，工件一面温度远高于有机粘结剂熔点的情况下，柔性带将因失去强度而无法靠传送带轮连续铺设。
本发明的目的在于提供一种能在多种堆焊工状条件下实现堆焊效率高、堆焊层成分准确，且能实现大面积堆焊的自动堆焊用柔性粉末带。
发明内容：
针对上述目的，本发明采用了如下技术方案：
本发明所述的自动堆焊用柔性粉末带由袋状包装层和金属粉末组成，金属粉末处于袋状包装层内；而袋状包装层由内层和外层粘结而成；外层由耐高温的高强度石英玻璃纤维纱编织而成，内层为由高分子材料制成的超薄塑料膜。
高分子材料为高压聚乙烯、低压聚乙烯、聚四氟乙烯、氯丁橡胶、丙烯、聚氯乙烯中任一种。
所述柔性粉末带的尺寸为：厚3-10mm，宽20-60mm。
所述的金属粉末为根据堆焊层需要所设计的过渡金属粉末，如高铬铸铁系、镍铬合金系、镍基合金系等。
本发明自动堆焊用柔性粉末带的制造方法是在石英玻璃纤维纱编织外层的编织过程中，衬上和粘结内层，随之装入金属粉末，即在袋装包装层的制备过程中装入金属粉末，形成柔性粉末带。故柔性粉末带的长度可根据生产条件任意确定。
本发明柔性粉末带的使用方式是以熔化极气体保护焊电弧作热源，在自动连结铺设的柔性带上，电极自身熔化，并与熔化的粉末带和熔池的基体金属表面层共同形成堆焊合金层。使用范围包括熔化极气体保护堆焊、埋弧堆焊、耐磨层堆焊及耐蚀层堆焊。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)由于本发明所述的袋状包装层的外层由石英玻璃纤维纱编织而成，其主要成分为SiO2，内层为高分子材料，含有少量的C和H。当堆焊时，SiO2熔化，成为熔渣，浮于堆焊金属表面，有助于熔池的成形和保护，少量的C和H使电弧气氛具有还原性，有利于合金成份的过渡。
(2)由于袋状包装层的外层为石英玻璃纤维，可耐1000℃以上的高温，既能使粉末带可靠地铺设在高温金属表面，又不会在电弧到来之前过早溃散。
(3)柔性粉末带本身强度高，柔性好，无粉末脱离，堆焊工艺性能好。
(4)本发明柔性粉末带适应性强，不仅可以进行耐磨表面堆焊，还可以进行耐蚀表面堆焊，或者两者都兼顾，以及其它堆焊。
附图说明
附图1为本发明柔性粉末带的结构示意图。
图1中，1为截面形状固定的可弯曲输带管，2为石英玻璃纤维纱编织的袋状包装层的外层，3为由高分子材料制成的超薄塑料膜，即袋状包装层的内层，4为金属粉末。
具体实施方式
根据本发明所述的技术方案，制备了3批柔性粉末带。
实施例中袋状包装层的外层所采用的石英玻璃纤维纱中SiO2的含量、内层高分子材料的种类如表1所示，内外层粘接所采用的粘结剂均为常规市售粘结剂。实施例柔性粉末带的外形尺寸及装袋包装层内金属粉末种类也列入表1中。
采用本发明实施例1柔性粉末带，在低碳钢金属表面上进行耐磨层堆焊。堆焊后测量堆焊层的硬度，其HRC达60-65。并且堆焊层外表完好。
表1实施例柔性粉末带的袋状包装层的内外层组成、金属粉末种类及外型尺寸
| 批号 | 1 | 2 | 3 | |
| 柔性粉末带外型尺寸 | 厚mm | 4 | 5 | 6 |
| 宽mm | 30 | 35 | 38 | |
| 袋状包装层 | 外层石英玻璃纤维SiO2含量(重量％) | 95 | 98 | 98 |
| 内层高分子材料种类 | 高压聚乙烯 | 低压聚乙烯 | 聚丙烯 | |
| 包装层内金属粉末种类 | 高铬铸铁系 | 镍铬合金系 | 镍基合金系 | |
Claims (2)
1、一种自动堆焊用柔性粉末带，其特征在于：
(1)该柔性粉末带由袋状包装层和金属粉末组成，金属粉末处于袋状包装层内；
(2)袋状包装层由内层和外层粘结而成，外层由耐高温的高强度石英玻璃纤维纱编织而成，内层为由高分子材料制成的超薄塑料膜。
2、根据权利要求1所述的柔性粉末带，其特征于高分子材料为高压聚乙烯、低压聚乙烯、聚四氟乙烯、氯丁橡胶、丙烯、聚氯乙烯中任一种。
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| CN99119602A CN1084240C (zh) | 1999-09-21 | 1999-09-21 | 自动堆焊用柔性粉末带 |
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| CN1249975A CN1249975A (zh) | 2000-04-12 |
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| CN99119602A Expired - Fee Related CN1084240C (zh) | 1999-09-21 | 1999-09-21 | 自动堆焊用柔性粉末带 |
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| CN (1) | CN1084240C (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1999
- 1999-09-21 CN CN99119602A patent/CN1084240C/zh not_active Expired - Fee Related
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