CN109175630A - 一种能降低熔敷金属扩散氢含量的导电嘴及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种能降低熔敷金属扩散氢含量的导电嘴及其使用方法，该导电嘴用于气保焊，锆铜制成，本体由外螺纹和加粗段组成，外螺纹连接焊枪的一端开设锥形凹槽，本体中心位置开设通孔，加粗段制作四个对称的通孔，通孔内填充Pd/AL2O3颗粒，两端用螺丝固定铜网，铜网孔洞大小确保能阻挡Pd/AL2O3颗粒掉落，松开螺丝，铜网可以打开，采用普通焊材焊接时，所填充的Pd/AL2O3颗粒在所焊接焊缝总长约为36米时，进行更换，采用低氢焊材焊接，Pd/AL2O3颗粒在所焊接焊缝总长约为73米时，进行更换。本发明能吸附电弧区附近的氢，进而降低进入熔敷金属中的扩散氢含量，特别适合中高碳钢、高强钢及裂纹敏感性强的钢种。

Description

一种能降低熔敷金属扩散氢含量的导电嘴及其使用方法
技术领域
本发明属于焊接技术，具体涉及一种能降低熔敷金属扩散氢含量的导电嘴及其使用方法。
背景技术
在中高碳钢、高强钢中，氢的扩散速度慢，来不及逸出金属，因而易在金属内部发生聚集，形成延迟裂纹。在进行这类钢焊接时，一般选用低氢焊材，另外调整预热温度及热输入以及采用多道焊工艺，有利于氢的逸出，进而降低焊接接头冷裂倾向，熔敷金属中的扩散氢主要来自于焊丝、工件表面的油污及铁锈，以及CO2气体中所含水分，氢的密度低于其它气体，在整个电弧区的保护气氛中，氢上浮在顶端。专利号JP2016-137518公开了一种低氢焊接装置及焊接方法，其主要是设计了一种抽气装置，将上浮在顶端的氢吸入抽气装置，专利号JP2016-137518公开了一种低氢焊接装置及焊接方法，其主要是设计了一种抽气装置，将上浮在顶端的氢吸入抽气装置，但是此装置并没有专门的过滤氢措施，被抽回的气体经过滤装置将烟尘过滤掉后重复利用，周而复始，保护气中的氢越来越多，而且此装置要求的气体流量是0-7L/min，这么大的抽气流量势必会对电弧稳定产生一定影响。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提出一种适合中高碳钢、高强钢及裂纹敏感性强的钢种，能降低熔敷金属扩散氢含量的导电嘴，具体内容如下：
（1）所述导电嘴本体由外螺纹（1）和加粗段（2）组成，所述的外螺纹（1）连接焊枪的一端开设锥形凹槽，整个导电嘴本体中心位置开设通孔（3），加粗段制作四个对称的通孔（4），通孔（4）两端用螺丝固定铜网；
（2）导电嘴用于气保焊，采用锆铜制成，通孔（4）内所填充的Pd/AL2O3颗粒用来吸附电弧区的氢，进而降低进入熔敷金属中的扩散氢含量，采用普通焊材焊接，所填充的Pd/AL2O3颗粒在所焊接焊缝总长约为36米时，进行更换，采用低氢焊材焊接，所填充的Pd/AL2O3颗粒在所焊接焊缝总长约为73米时，进行更换。
对本发明具体说明如下：
（1）本发明在进行中高碳钢、高强钢及裂纹敏感性强的钢种焊接时，体现的经济效益更明显，不代表本发明不适用于低碳钢及裂纹敏感性低的钢种焊接；
（2）对于其使用方法中Pd/AL2O3颗粒的更换频率，是对各种类型钢板在各种复杂的焊接环境和焊接条件下，采用多种不同的焊接工艺进行验证的最保守的结果，比如在钢板表面油污比较严重，焊材水分较多及空气湿度较大等焊接条件下，所填充的Pd/AL2O3颗粒在所焊接焊缝总长小于36米时，也无需更换。
与现有技术相比较，本发明至少具有如下有益效果：
（1）无需采用昂贵的低氢焊材，即可显著降低熔敷金属扩散氢含量，即使在使用低氢焊材焊接时，熔敷金属扩散氢含量也比不使用本发明焊接时低很多；
（2）焊接工艺窗口宽，节省人力物力。
附图说明
图1为本发明的结构图；
图2为图1中A-A的剖视图；
具体实施方式
以下结合附图及若干较佳实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明，但不仅仅局限于此。
实施例1
采用本发明所述工艺进行焊接，准备结构钢S500五幅，板厚为10 mm，长为1000mm，分别标A1、B1、C1、D1、E1，开V型坡口，采用普通焊材THG80进行焊接，分别对这五副钢板采用不同的预热温度，其余焊接工艺一样，如表1。
表1 实施例焊接工艺
对比实施例1
采用传统工艺焊接，准备与实施例1中完全相同的五副焊接试板，采用低氢药芯焊丝TWE-711Ni进行焊接，标号分别为A2、B2、C2、D2、E2焊接工艺参数见表2。
表2 对比实施例焊接工艺
对以上十副板子进行超声检测，检测结果如表3，可知用本发明进行焊接，只需使用普通焊接材料，预热温度≥50℃即可保证焊缝不出现氢致冷裂纹，而传统工艺在采用低氢焊材的前提下，预热温度须≥150℃才可保证焊缝不出现氢致冷裂纹。
表3 检测结果对比
实施例2
采用本发明所述工艺进行焊接，准备高强海工钢F690五幅，板厚为30 mm，长为1000mm，分别标F1、G1、H1、I1、J1开V型坡口，采用普通焊材MK830进行焊接，分别对这五副钢板采用不同的焊接热输入，预热温度一样，如表4。
表4 实施例焊接工艺
对比实施例2
采用传统工艺焊接，准备与实施例1中完全相同的五副焊接试板，采用低氢药芯焊丝OKAristoRod 13.13进行焊接，标号分别为F2、G2、H2、I2、J2，焊接工艺参数见表5。
表5 对比实施例焊接工艺
对以上十副板子进行超声检测，检测结果如表6，可知用本发明进行焊接，只需使用普通焊接材料，热输入即使达到20 kJ/cm，焊缝仍不出现氢致冷裂纹，而传统工艺在采用低氢焊材的前提下，热输入≤13 kJ/cm才可保证焊缝不出现氢致冷裂纹。
表6 检测结果对比
除上述实例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或者等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (3)

1.本发明所述一种适合中高碳钢、高强钢及裂纹敏感性强的钢种，能降低熔敷金属扩散氢含量的导电嘴及其使用方法，其特征在于：
所述导电嘴本体由外螺纹(1)和加粗段(2)组成，所述的外螺纹(1)连接焊枪的一端开设锥形凹槽，整个导电嘴本体中心位置开设通孔(3)，加粗段制作四个对称的通孔(4)，通孔(4)两端用螺丝固定铜网，通孔(4)内填充Pd/AL2O3颗粒，铜网孔洞确保能阻挡Pd/AL2O3颗粒掉落，松开螺丝，铜网可以打开，以便于定期更换Pd/AL2O3颗粒。
2.根据权利要求1所述的导电嘴，给出了其详细使用方法，即通孔(4)内所填充的Pd/AL2O3颗粒用来吸附电弧区的氢，进而降低进入熔敷金属中的扩散氢含量，采用普通焊材焊接，所填充的Pd/AL2O3颗粒在所焊接焊缝总长约为36米时，进行更换，采用低氢焊材焊接，所填充的Pd/AL2O3颗粒在所焊接焊缝总长约为73米时，进行更换；焊接时无需使用低氢焊材，预热温度范围及焊接工艺窗口宽。
3.根据权利要求1或2所述的导电嘴用于气保焊，采用锆铜制成。
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