CN109128581A - 一种硅钢片焊接活性剂及使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种硅钢片焊接活性剂及使用方法，适用于软磁材料硅钢片的焊接。其特征在于活性剂是由NaF、Fe2O3、MnO2、SiO2以及TiO2组成；其中NaF的质量含量为5％～10％；Fe2O3的质量含量为30％～40％；MnO2的质量含量为20％～30％；其余为SiO2和TiO2。活性剂的使用方法为：按照重量配比进行活性剂配料，经充分混合均匀后与有机溶液混合，搅拌成糊状；将焊接试样用不锈钢钢丝刷仔细打磨，直至露出光亮的金属；将制备好的糊状物涂覆在焊接工件表面,以覆盖住原有的金属光泽为宜。该硅钢片焊接活性剂可以增加硅钢片焊接熔深，焊缝美观平整，有效减少硅钢片焊接时的开裂问题。

Description

一种硅钢片焊接活性剂及使用方法
技术领域
本发明属于焊接工艺技术领域，具体涉及一种用于软磁材料硅钢片焊接的活性剂及其使用方法。
背景技术
硅钢片是一种含碳极低的硅铁软磁合金，一般含硅量为0.5～4.5％。加入硅可提高铁的电阻率和最大磁导率，降低矫顽力、铁芯损耗(铁损)和磁时效。其主要用来制作各种变压器、电动机和发电机的铁芯。由于硅钢片是由很薄的一片一片的硅钢组成的，在普通的TIG焊接下，在搬运和使用过程中，很容易产生裂纹，所以采用A-TIG焊进行焊接。
普通钨极氩弧焊(TIG焊)和A-TIG焊对焊接熔池中液态金属表面张力和熔池液态金属流动方向的影响如图1所示。TIG焊接熔池液态金属随温度的升高表面张力下降(图1左上所示)，因为焊接熔池中心温度高于熔池边缘温度，因此焊接过程中熔池中心液态金属会向熔池边缘流动(图1左中、左下所示)，焊接能量和热量向熔池宽度方向扩散，焊接熔深小。A-TIG焊由于加入焊接活性剂的作用，焊接熔池液态金属随温度的升高表面张力会增加，与TIG焊相反(图1右上所示)，因此焊接熔池中的液态金属会从熔池边缘向熔池中心流动(图1右中、右下所示)，令焊接能量和热量向熔池深度方向扩展，焊接熔深明显增加。金属材料平面TIG和A-TIG焊接的熔深受以上规律影响。
目前，市场上并没有硅钢片焊接活性剂销售，导致在焊接硅钢片时，焊缝熔深小，焊接完成后容易产生裂纹，焊接效率低下。
发明内容
本发明的解决的技术问题是：设计一种硅钢片焊接活性剂，达到增加硅钢片钨极氩弧焊焊接熔深，增加焊接接头深宽比，提高焊接效率，减少焊接裂纹等焊接缺陷的目的。
本发明的技术解决方案是：一种硅钢片焊接活性剂包括NaF、Fe2O3、MnO2、SiO2以及TiO2，其中NaF的质量含量为5％～10％；Fe2O3的质量含量为30％～40％；MnO2的质量含量为20％～30％；其余为SiO2和TiO2。
所述NaF的质量含量为5％～10％；
所述Fe2O3的质量含量为30％～40％；
所述MnO2的质量含量为20％～30％。
一种采用权利要求1所述的硅钢片焊接活性剂进行焊接的方法，包括以下步骤：
(1)准备硅钢片焊接试样；
(2)对制备好的硅钢片焊接试样进行除锈处理，首先用钢丝刷将硅钢片表面进行打磨，再用砂纸将硅钢片表面打磨光滑；
(3)在焊接部位的表面涂敷硅钢片焊接活性剂；
(4)采用钨极氩弧焊接进行硅钢片焊接试样的焊接，焊接前设置焊接参数，随后将焊枪钨极尖端置于待焊部位正上方距离活性剂涂敷层1.5～2.5mm进行焊接；
(5)焊接完成后，将硅钢片活性剂用钢丝刷清理干净。
所述氩弧焊的焊接工艺参数为：焊接电流100A，焊接速度100mm/min，气流量6L/min，钨极外伸长6mm。
所述硅钢片焊接试样的尺寸为外径20cm，内径18cm。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
(1)本发明提供的硅钢片焊接活性剂，能够达到增加硅钢片钨极氩弧焊焊接熔深，增加焊接接头深宽比，提高焊接效率，减少焊接裂纹等焊接缺陷，具有优良的焊接性能。
(2)本发明的硅钢片焊接活性剂产品质量稳定，活性剂涂敷层在焊接过程中不容易发生脱落，焊接完成后的活性剂渣壳易清理，焊缝成形良好，硅钢片活性剂焊接工艺有较好的应用前景。
(3)采用本发明的硅钢片焊接活性助剂所形成的焊缝成形良好，焊缝光亮平整，同时减少焊接裂纹等缺陷；且可一次焊透2.5mm(含)以下厚度硅钢片。
附图说明
图1焊接活性剂对熔池液态金属表面张力和流动方向的影响
图2未涂活性剂和涂上活性剂后的焊缝熔宽熔深对比
具体实施方式
本发明设计了一种硅钢片焊接活性剂，属于焊接技术领域。用于硅钢片的焊接，特别适应于2.5mm(含)以下厚度硅钢片的焊接；硅钢片焊接活性助剂包括NaF、Fe2O3、MnO2、SiO2以及TiO2，其中NaF的质量含量为5％～10％；Fe2O3的质量含量为30％～40％；MnO2的质量含量为20％～30％；其余为SiO2和TiO2。根据试验测试结果，当NaF的质量含量为5％～10％；Fe2O3的质量含量为33％～37％；MnO2的质量含量为28％～32％时，焊接性能更好。
图1给出了焊接活性剂对熔池液态金属表面张力和流动方向的影响；从图中可以看出TIG焊接熔池液态金属随温度的升高表面张力下降，焊接熔池中心温度高于熔池边缘温度，因此焊接过程中熔池中心液态金属会向熔池边缘流动，焊接能量和热量向熔池宽度方向扩散，焊接熔深小。A-TIG焊由于加入焊接活性剂的作用，焊接熔池液态金属随温度的升高表面张力会增加，与TIG焊相反，因此焊接熔池中的液态金属会从熔池边缘向熔池中心流动，令焊接能量和热量向熔池深度方向扩展，焊接熔深明显增加。金属材料平面TIG和A-TIG焊接的熔深受以上规律影响。
图2为本发明的硅钢片活性助剂的制备过程，首先将采购的原材料按本发明给出的配方比例进行配粉，接着用球磨工艺混粉并完成粉末颗粒细化，接着用筛网对粉料进行筛选。
采用本发明的硅钢片焊接活性助剂进行焊接包括以下步骤：
(1)准备硅钢片焊接试样；所述硅钢片焊接试样的尺寸为外径20cm，内径18cm；
(2)对制备好的硅钢片焊接试样进行除锈处理，首先用钢丝刷将硅钢片表面进行打磨，再用砂纸将硅钢片表面打磨光滑；
(3)在焊接部位的表面涂敷硅钢片焊接活性剂；
(4)采用钨极氩弧焊接进行硅钢片焊接试样的焊接，焊接前设置焊接参数，随后将焊枪钨极尖端置于待焊部位正上方距离活性剂涂敷层1.5～2.5mm进行焊接；氩弧焊的焊接工艺参数为：焊接电流100A，焊接速度100mm/min，气流量6L/min，钨极外伸长6mm。
(5)焊接完成后，将硅钢片活性剂用钢丝刷清理干净。
实施例1
步骤一、准备硅钢片焊接试样，试样的尺寸为外径20cm，内径18cm。
步骤二、对制备好的硅钢片焊接试样进行除锈处理，首先用钢丝刷将硅钢片表面进行打磨，再用砂纸将硅钢片表面打磨光滑。
步骤三、将打磨好的硅钢片焊接试样进行焊接装配。在焊接部位表面涂敷硅钢片焊接活性剂(实际成分配比为NaF：10％；Fe2O3：40％；MnO2：30％；SiO2和TiO2：余量)，活性剂涂敷层厚度0.2～1.0mm。
步骤四、采用钨极氩弧焊接进行硅钢片焊接试样的焊接，将焊枪钨极尖端置于待焊部位正上方距离活性剂涂敷层1.5～2.5mm。氩弧焊的焊接工艺参数为：焊接电流100A，焊接速度100mm/min，气流量6L/min，钨极外伸长6mm。
本实施例中焊缝熔深为未涂敷活性剂熔深的1.5倍。焊缝表面平整美观，无可见裂纹。
实施例2
步骤一、准备硅钢片焊接试样，试样的尺寸为外径20cm，内径18cm。
步骤二、对制备好的硅钢片焊接试样进行除锈处理，首先用钢丝刷将硅钢片表面进行打磨，再用砂纸将硅钢片表面打磨光滑。
步骤三、将打磨好的硅钢片焊接试样进行焊接装配。在焊接部位表面涂敷硅钢片焊接活性剂(实际成分配比为NaF：20％；Fe2O3：30％；MnO2：30％；SiO2和TiO2：余量)，活性剂涂敷层厚度0.2～1.0mm。
步骤四、采用钨极氩弧焊接进行硅钢片焊接试样的焊接，将焊枪钨极尖端置于待焊部位正上方距离活性剂涂敷层1.5～2.5mm。氩弧焊的焊接工艺参数为：焊接电流100A，焊接速度100mm/min，气流量6L/min，钨极外伸长6mm。
本实施例中焊缝熔深为未涂敷活性剂熔深的1.5倍。焊缝表面平整美观，无可见裂纹。
实施例3
步骤一、准备硅钢片焊接试样，试样的尺寸为外径20cm，内径18cm。
步骤二、对制备好的硅钢片焊接试样进行除锈处理，首先用钢丝刷将硅钢片表面进行打磨，再用砂纸将硅钢片表面打磨光滑。
步骤三、将打磨好的硅钢片焊接试样进行焊接装配。在焊接部位表面涂敷硅钢片焊接活性剂(实际成分配比为NaF：30％；Fe2O3：40％；MnO2：20％；SiO2和TiO2：余量)，活性剂涂敷层厚度0.2～1.0mm。
步骤四、采用钨极氩弧焊接进行硅钢片焊接试样的焊接，将焊枪钨极尖端置于待焊部位正上方距离活性剂涂敷层1.5～2.5mm。氩弧焊的焊接工艺参数为：焊接电流100A，焊接速度100mm/min，气流量6L/min，钨极外伸长6mm。
本实施例中焊缝熔深为未涂敷活性剂熔深的1.5倍。焊缝表面平整美观，无可见裂纹。
实施例4
步骤一、准备硅钢片焊接试样，试样的尺寸为外径20cm，内径18cm。
步骤二、对制备好的硅钢片焊接试样进行除锈处理，首先用钢丝刷将硅钢片表面进行打磨，再用砂纸将硅钢片表面打磨光滑。
步骤三、将打磨好的硅钢片焊接试样进行焊接装配。在焊接部位表面涂敷硅钢片焊接活性剂(实际成分配比为NaF：30％；Fe2O3：30％；MnO2：30％；SiO2和TiO2：余量)，活性剂涂敷层厚度0.2～1.0mm。
步骤四、采用钨极氩弧焊接进行硅钢片焊接试样的焊接，将焊枪钨极尖端置于待焊部位正上方距离活性剂涂敷层1.5～2.5mm。氩弧焊的焊接工艺参数为：焊接电流100A，焊接速度100mm/min，气流量6L/min，钨极外伸长6mm。
本实施例中焊缝熔深为未涂敷活性剂熔深的1.5倍。焊缝表面平整美观，无可见裂纹。

Claims (6)

1.一种硅钢片焊接活性剂，其特征在于：包括NaF、Fe2O3、MnO2、SiO2以及TiO2，其中NaF的质量含量为5％～10％；Fe2O3的质量含量为30％～40％；MnO2的质量含量为20％～30％；其余为SiO2和TiO2。
2.根据权利要求1所述的一种硅钢片焊接活性剂，其特征在于：所述NaF的质量含量为5％～10％。
3.根据权利要求1所述的一种硅钢片焊接活性剂，其特征在于：所述Fe2O3的质量含量为30％～40％。
4.根据权利要求1所述的一种硅钢片焊接活性剂，其特征在于：所述MnO2的质量含量为20％～30％。
5.一种采用权利要求1所述的硅钢片焊接活性剂进行焊接的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)准备硅钢片焊接试样；
(2)对制备好的硅钢片焊接试样进行除锈处理，首先用钢丝刷将硅钢片表面进行打磨，再用砂纸将硅钢片表面打磨光滑；
(3)在焊接部位的表面涂敷硅钢片焊接活性剂；
(4)采用钨极氩弧焊接进行硅钢片焊接试样的焊接，焊接前设置焊接参数，随后将焊枪钨极尖端置于待焊部位正上方距离活性剂涂敷层1.5～2.5mm进行焊接；
(5)焊接完成后，将硅钢片活性剂用钢丝刷清理干净。
6.根据权利要求4所述的一种焊接的方法，其特征在于，所述氩弧焊的焊接工艺参数为：焊接电流100A，焊接速度100mm/min，气流量6L/min，钨极外伸长6mm。
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