CN108941955A - 一种改性纳米氧化物焊缝工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改性纳米氧化物焊缝工艺，具体焊缝工艺步骤如下：先将钢丝中加入合金剂作为焊芯，所述合金剂为锰金属；将步骤一中制得的焊芯表面涂覆改性药皮形成焊条，改性药皮为混有Al2O3和TiO2纳米粉末的钛合金；对焊缝坡口表面进行预处理；再将步骤二得到的焊条对步骤三处理后的焊缝坡口表面进行焊接，将TiO2纳米粉末改性后的合金注入焊池；最后在步骤四的焊缝处反复用毛刷涂刷不锈钢焊缝清洗剂。本发明可以减少焊缝热裂纹倾向，防止焊缝出现气孔，同时可以提高金属焊缝的屈服点和强度极限，减小延伸率和相对缩面率，提升抗冲击韧性。

Description

一种改性纳米氧化物焊缝工艺
技术领域
本发明属于材料加工技术领域，具体涉及一种改性纳米氧化物焊缝工艺。
背景技术
焊缝是焊件经焊接后所形成的结合部分，现在传统的金属焊缝的机械性能已经不能满足使用要求，屈服点和强度极限较低，抗冲击韧性也较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改性纳米氧化物焊缝工艺，以解决上述背景技术中提出的现在传统的金属焊缝的机械性能已经不能满足使用要求，屈服点和强度极限较低，抗冲击韧性也较差。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种改性纳米氧化物焊缝工艺，具体涂布工艺步骤如下：
步骤一：先将钢丝中加入合金剂作为焊芯，所述合金剂为锰金属。
步骤二：将步骤一中制得的焊芯表面涂覆改性药皮形成焊条，改性药皮为混有Al2O3和TiO2纳米粉末的钛合金。
步骤三：对焊缝坡口表面进行预处理。
步骤四：再将步骤二得到的焊条对步骤三处理后的焊缝坡口表面进行焊接，将TiO2纳米粉末改性后的合金注入焊池。
步骤五：最后在步骤四的焊缝处反复用毛刷涂刷不锈钢焊缝清洗剂。
进一步地，所述TiO2纳米粉末的百分比含量为0.3％-0.7％。
进一步地，所述焊芯中的含锰量为0.30％-0.55％。
进一步地，所述预处理先用砂轮对焊缝坡口表面进行打磨，然后用丙酮将焊缝坡口表面的油污擦净，最后用火焰加热将焊缝坡口表面的潮气烘干。
进一步地，所述焊缝厚度为7-10mm。
进一步地，所述焊缝处用不锈钢焊缝清洗剂清洗后用热空气风干。
进一步地，所述焊条使用前放置在100-200℃环境下进行烘干和预热。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.通过在焊芯中加入锰，可以提高焊芯的强度和韧性，在焊接过程中，锰也是一种较好的脱氧剂，能减少焊缝中氧的含量，锰与硫化合形成硫化锰浮于熔渣中，从而减少焊缝热裂纹倾向。
2.对焊缝坡口表面进行预处理，砂轮对焊缝坡口表面进行打磨，让焊接处保持光洁，用丙酮将焊缝坡口表面的油污擦净，用火焰加热将焊缝坡口表面的潮气烘干，防止焊缝出现气孔。
3.焊池中注入TiO2纳米粉末改性后的合金，可以提高金属焊缝的屈服点和强度极限，减小延伸率和相对缩面率，提升抗冲击韧性，利用不锈钢焊缝清洗剂对焊缝进行涂刷清洗，除去黑色残渍物和氧化皮。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种改性纳米氧化物焊缝工艺，具体涂布工艺步骤如下：
步骤一：先将钢丝中加入合金剂作为焊芯，所述合金剂为锰金属。
步骤二：将步骤一中制得的焊芯表面涂覆改性药皮形成焊条，改性药皮为混有Al2O3和TiO2纳米粉末的钛合金。
步骤三：对焊缝坡口表面进行预处理。
步骤四：再将步骤二得到的焊条对步骤三处理后的焊缝坡口表面进行焊接，将TiO2纳米粉末改性后的合金注入焊池。
步骤五：最后在步骤四的焊缝处反复用毛刷涂刷不锈钢焊缝清洗剂。
其中，所述TiO2纳米粉末的百分比含量为0.3％，焊缝的屈服点为453МПа，强度极限为620МПа，延伸率为19％，抗冲击韧性7.2КДж/м2。
其中，所述焊芯中的含锰量为0.30％-0.55％。
其中，所述预处理先用砂轮对焊缝坡口表面进行打磨，然后用丙酮将焊缝坡口表面的油污擦净，最后用火焰加热将焊缝坡口表面的潮气烘干。
其中，所述焊缝厚度为7-10mm。
其中，所述焊缝处用不锈钢焊缝清洗剂清洗后用热空气风干。
其中，所述焊条使用前放置在100-200℃环境下进行烘干和预热。
实施例2
一种改性纳米氧化物焊缝工艺，具体涂布工艺步骤如下：
步骤一：先将钢丝中加入合金剂作为焊芯，所述合金剂为锰金属。
步骤二：将步骤一中制得的焊芯表面涂覆改性药皮形成焊条，改性药皮为混有Al2O3和TiO2纳米粉末的钛合金。
步骤三：对焊缝坡口表面进行预处理。
步骤四：再将步骤二得到的焊条对步骤三处理后的焊缝坡口表面进行焊接，将TiO2纳米粉末改性后的合金注入焊池。
步骤五：最后在步骤四的焊缝处反复用毛刷涂刷不锈钢焊缝清洗剂。
其中，所述TiO2纳米粉末的百分比含量为0.7％，焊缝的屈服点为462МПа，强度极限为613МПа，延伸率为20％，抗冲击韧性6.8КДж/м2。
其中，所述焊芯中的含锰量为0.30％-0.55％。
其中，所述预处理先用砂轮对焊缝坡口表面进行打磨，然后用丙酮将焊缝坡口表面的油污擦净，最后用火焰加热将焊缝坡口表面的潮气烘干。
其中，所述焊缝厚度为7-10mm。
其中，所述焊缝处用不锈钢焊缝清洗剂清洗后用热空气风干。
其中，所述焊条使用前放置在100-200℃环境下进行烘干和预热。
实施例3
一种改性纳米氧化物焊缝工艺，具体涂布工艺步骤如下：
步骤一：先将钢丝中加入合金剂作为焊芯，所述合金剂为锰金属。
步骤二：将步骤一中制得的焊芯表面涂覆改性药皮形成焊条，改性药皮为混有Al2O3和TiO2纳米粉末的钛合金。
步骤三：对焊缝坡口表面进行预处理。
步骤四：再将步骤二得到的焊条对步骤三处理后的焊缝坡口表面进行焊接，将TiO2纳米粉末改性后的合金注入焊池。
步骤五：最后在步骤四的焊缝处反复用毛刷涂刷不锈钢焊缝清洗剂。
其中，所述TiO2纳米粉末的百分比含量为0.5％，焊缝的屈服点为514МПа，强度极限为647МПа，延伸率为21％，抗冲击韧性9.3КДж/м2，在TiO2纳米粉末的百分比含量为0.5％时焊缝的机械性能最佳。
其中，所述焊芯中的含锰量为0.30％-0.55％。
其中，所述预处理先用砂轮对焊缝坡口表面进行打磨，然后用丙酮将焊缝坡口表面的油污擦净，最后用火焰加热将焊缝坡口表面的潮气烘干。
其中，所述焊缝厚度为7-10mm。
其中，所述焊缝处用不锈钢焊缝清洗剂清洗后用热空气风干。
其中，所述焊条使用前放置在100-200℃环境下进行烘干和预热。
其中，所述保护层内含有溶剂，且溶剂由芴酮基偶氮和氧钛酞菁组成。
本发明的工作原理及使用流程：在焊芯中加入锰，提高焊芯的强度和韧性，在焊接过程中，锰也是一种较好的脱氧剂，能减少焊缝中氧的含量，锰与硫化合形成硫化锰浮于熔渣中，从而减少焊缝热裂纹倾向，砂轮对焊缝坡口表面进行打磨，让焊接处保持光洁，用丙酮将焊缝坡口表面的油污擦净，用火焰加热将焊缝坡口表面的潮气烘干，防止焊缝出现气孔，焊池中注入TiO2纳米粉末改性后的合金，可以提高金属焊缝的屈服点和强度极限，减小延伸率和相对缩面率，提升抗冲击韧性，纳米氧化物对传统药皮进行改性，形成化学键合作用，增强结合力，使得焊缝具有优异的物理性能、化学性能和力学性能，利用不锈钢焊缝清洗剂对焊缝进行涂刷清洗，除去黑色残渍物和氧化皮。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种改性纳米氧化物焊缝工艺，其特征在于，具体焊缝工艺步骤如下：
步骤一：先将钢丝中加入合金剂作为焊芯，所述合金剂为锰金属。
步骤二：将步骤一中制得的焊芯表面涂覆改性药皮形成焊条，改性药皮为混有Al2O3和TiO2纳米粉末的钛合金。
步骤三：对焊缝坡口表面进行预处理。
步骤四：再将步骤二得到的焊条对步骤三处理后的焊缝坡口表面进行焊接，将TiO2纳米粉末改性后的合金注入焊池。
步骤五：最后在步骤四的焊缝处反复用毛刷涂刷不锈钢焊缝清洗剂。
2.根据权利要求1所述的一种改性纳米氧化物焊缝工艺，其特征在于：所述TiO2纳米粉末的百分比含量为0.3％-0.7％。
3.根据权利要求1所述的一种改性纳米氧化物焊缝工艺，其特征在于：所述焊芯中的含锰量为0.30％-0.55％。
4.根据权利要求1所述的一种改性纳米氧化物焊缝工艺，其特征在于：所述预处理先用砂轮对焊缝坡口表面进行打磨，然后用丙酮将焊缝坡口表面的油污擦净，最后用火焰加热将焊缝坡口表面的潮气烘干。
5.根据权利要求1所述的一种改性纳米氧化物焊缝工艺，其特征在于：所述焊缝厚度为7-10mm。
6.根据权利要求1所述的一种改性纳米氧化物焊缝工艺，其特征在于：所述焊缝处用不锈钢焊缝清洗剂清洗后用热空气风干。
7.根据权利要求1所述的一种改性纳米氧化物焊缝工艺，其特征在于：所述焊条使用前放置在100-200℃环境下进行烘干和预热。
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