CN109570710B - 一种用于低碳钢高速mag焊的活性剂及使用方法 - Google Patents

一种用于低碳钢高速mag焊的活性剂及使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于低碳钢高速MAG焊的活性剂及使用方法，由粉末粒度均小于200目的CaF2、MgF2、SiO2、TiO2、Cr2O3和CeO2六种粉末颗粒组成，其成分按重量百分比分配，分别为CaF2：30～40%、MgF2：15～20%、SiO2：5～10%、TiO2：25～30%、Cr2O3：6～9%，CeO2：4～6%，使其充分混合均匀成为活性剂粉末；用机械方法对低碳钢工件表面进行打磨，直至出现金属光泽，用丙酮擦拭低碳钢工件表面以去除表面油污；将配制好的活性剂粉末与适量丙酮混合调配成便于涂覆的浆料，再用刷涂的方式均匀涂覆在低碳钢工件待焊的焊道表面；待涂覆层干燥后进行高速MAG焊。增加焊缝熔宽，消除驼峰焊道和焊缝咬边等焊接缺陷，提高焊缝成形质量和焊接效率。

Description

一种用于低碳钢高速MAG焊的活性剂及使用方法
技术领域
本发明属于焊接技术领域，涉及一种用于低碳钢高速MAG焊的活性剂及使用方法。
背景技术
MAG焊的实际焊接速度一般在300～500mm/min，当焊接速度超过某一临界值时，会出现驼峰焊道和咬边等焊缝成形缺陷，焊缝质量难以满足生产要求，当焊接速度大于1000mm/min，达到高速焊接水平时，焊缝成形的不良问题更加严重。MAG焊对高速焊的不适应性导致其焊接效率难以提高。而MAG焊是自动化弧焊所采用的主要焊接方法，为了充分发挥自动化焊接的潜力，大幅度提高焊接效率，非常有必要提高MAG焊对于高速焊接的适应性。目前，已发展多种焊接新技术来克服高速MAG焊中所出现的驼峰焊道和咬边问题，如双丝焊、双电极焊、复合焊等，这些技术均能在一定程度上改善高速焊的焊缝成形，提高焊接效率。但这些技术措施也有各自的不足，如焊接成本高、工艺复杂、参数过多、不适应机器人自动化焊接等，因而限制了它们在工业生产中的大规模应用。
活性剂焊接是近年来发展起来的新型焊接技术。活性剂焊接时，在待焊母材表面涂覆一层很薄的活性剂，从而改变焊接过程中的电弧形态与熔池金属流动模式，提高熔池金属对母材的润湿性与铺展性，从而改善焊缝成形质量。
目前，在高速MAG焊中应用活性剂的研究与应用未见报道。
发明内容
为克服高速MAG焊的不足，本发明旨在提供一种用于低碳钢高速MAG焊的活性剂及使用方法，解决低碳钢高速MAG焊焊缝成形差的问题，实现低碳钢在1000mm/min～1500mm/min高速MAG焊条件下的焊缝成形优化，提高焊接生产效率。
本发明的技术方案为：本发明的一种用于低碳钢高速MAG焊的活性剂，其创新点在于：所述活性剂由粉末粒度均小于200目的CaF2、MgF2、SiO2、TiO2、Cr2O3和CeO2六种粉末颗粒组成，且只含有这六种成分，其成分按重量百分比分配，分别为CaF2：30～40％、MgF2：15～20％、SiO2：5～10％、TiO2：25～30％、Cr2O3：6～9％，CeO2：4～6％。
优选的，所述活性剂中CaF2、MgF2、SiO2、TiO2、Cr2O3和CeO2粉末颗粒组成，其成分按重量百分比分配，分别为CaF2：40％、MgF2：20％、SiO2：5％、TiO2：25％、Cr2O3：6％，CeO2：4％。
优选的，所述活性剂中CaF2、MgF2、SiO2、TiO2、Cr2O3和CeO2粉末颗粒组成，其成分按重量百分比分配，分别为CaF2：35％、MgF2：17％、SiO2：8％、TiO2：27％、Cr2O3：8％，CeO2：5％。
优选的，所述活性剂中CaF2、MgF2、SiO2、TiO2、Cr2O3和CeO2粉末颗粒组成，其成分按重量百分比分配，分别为CaF2：30％、MgF2：15％、SiO2：10％、TiO2：30％、Cr2O3：9％，CeO2：6％。
上述用于低碳钢高速MAG焊的活性剂的使用方法，按照以下步骤进行：
步骤一：按重量配比进行活性剂配料，制成用于低碳钢高速MAG焊的活性剂，并使其充分混合均匀；
步骤二：用机械方法对低碳钢工件表面进行打磨，直至出现金属光泽，用丙酮擦拭低碳钢工件表面以去除表面油污；
步骤三：将第一步中配制好的活性剂粉末与适量丙酮混合调配成便于涂覆的浆料，再用刷涂的方式均匀涂覆在低碳钢工件待焊的焊道表面；
步骤四：自然风干或者利用吹风机或者风道风吹向低碳钢工件表面，待涂覆层干燥后进行高速MAG焊。
优选的，在所述步骤三中，涂覆量为25～50mg/cm2。
优选的，在所述步骤三中，所述活性剂涂覆宽度比焊缝宽度大15mm及以上。
优选的，在所述步骤四中，高速MAG焊的焊速为1000mm/min～1500mm/min。
本发明采用活性剂，带来以下有益效果：
1)本发明采用活性剂，能够达到改善低碳钢高速MAG焊条件下的电弧形态与熔池金属流动模式，提高熔池金属对母材的润湿性与铺展性，进而增加焊缝熔宽，消除驼峰焊道和焊缝咬边等焊接缺陷，提高焊缝成形质量和焊接效率，具有较高应用价值。
2)本发明采用活性剂，使得1000mm/min～1500mm/min的高速MAG焊不再依赖复杂的焊接设备与工艺，促进了高速自动MAG焊焊接工艺的推广应用。
附图说明
图1为低碳钢未采用活性剂进行高速MAG焊对应的焊缝截面。
图2为低碳钢采用活性剂进行高速MAG焊对应的焊缝截面。
具体实施方案
下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
本发明的一种用于低碳钢高速MAG焊的活性剂，适用于低碳钢的高速焊接，特别适用于1～4mm厚的低碳钢工件的高速焊接；用于低碳钢高速MAG焊的活性剂由粉末粒度均小于200目的CaF2、MgF2、SiO2、TiO2、Cr2O3和CeO2六种粉末颗粒组成，且只含有这六种成分，其成分按重量百分比分配，分别为CaF2：30～40％、MgF2：15～20％、SiO2：5～10％、TiO2：25～30％、Cr2O3：6～9％，CeO2：4～6％。
上述用于低碳钢高速MAG焊的活性剂的使用方法，按照以下步骤进行：
步骤一：按重量配比进行活性剂配料，制成用于低碳钢高速MAG焊的活性剂，并使其充分混合均匀；
步骤二：用机械方法对低碳钢工件表面进行打磨，直至出现金属光泽，用丙酮擦拭低碳钢工件表面以去除表面油污；
步骤三：将第一步中配制好的活性剂粉末与适量丙酮混合调配成便于涂覆的浆料，再用刷涂的方式均匀涂覆在低碳钢工件待焊的焊道表面；
步骤四：自然风干或者利用吹风机或者风道风吹向低碳钢工件表面，待涂覆层干燥后进行高速MAG焊。
其中，涂覆量为25～50mg/cm2，活性剂涂覆宽度比焊缝宽度大15mm及以上，高速MAG焊的焊速为1000mm/min～1500mm/min。
低碳钢工件表面涂覆本发明所述活性剂，能够达到改善低碳钢高速MAG焊条件下的电弧形态与熔池金属流动模式，提高熔池金属对母材的润湿性与铺展性，进而增加焊缝熔宽，消除驼峰焊道和焊缝咬边等焊接缺陷，提高焊缝成形质量和焊接效率，具有较高应用价值。
低碳钢工件表面焊前涂覆本发明所述活性剂后，使得1000mm/min～1500mm/min的高速MAG焊不再依赖复杂的焊接设备与工艺，促进了高速自动MAG焊焊接工艺的推广应用。
实施例一
本实施例中焊接步骤：步骤一：使用电子秤，按重量配比进行活性剂配料，制成用于低碳钢高速MAG焊的活性剂，其中，其成分按重量百分比分配，分别为CaF2：40％、MgF2：20％、SiO2：5％、TiO2：25％、Cr2O3：6％，CeO2：4％，各成分的粉末粒度均小于200目。将各成分粉末一起置于球磨机中球磨30min，使其充分混合均匀后，成为用于低碳钢高速MAG焊的活性剂粉末；
步骤二：母材为3mm厚的低碳钢工件，焊前用机械方法对低碳钢工件表面进行打磨，直至出现金属光泽，用丙酮擦拭低碳钢工件表面以去除表面油污；
步骤三：将第一步中配制好的用于低碳钢高速MAG焊的活性剂粉末与适量丙酮混合调配成便于涂覆的浆料，再用毛刷将其均匀涂覆在低碳钢工件待焊的焊道表面；其中，活性剂涂覆宽度比焊缝宽度大15mm及以上，涂覆量约为30mg/cm2；
步骤四：自然风干或者利用吹风机或者风道风吹向低碳钢工件表面，待丙酮完全挥发，涂覆层干燥后，采用高速自动MAG焊进行焊接，焊枪垂直于工件，焊接工艺规范如表1所示。
本实施例的效果分析：图1为未涂覆活性剂对应的焊缝成形。为避免焊穿，未涂覆活性剂对应的焊接电流稍降至260A，其它焊接工艺规范与涂覆活性剂对应的焊接工艺规范相同。图2为涂覆活性剂对应的焊缝成形。由图1可知，未涂覆活性剂对应的焊缝为明显的驼峰焊缝，并且焊缝两边均存在明显咬边。而图2所示的涂覆活性剂对应的焊缝熔宽显著增加，消除了驼峰焊缝，且不存在咬边，焊缝成形质量得到明显改善。
表1焊接工艺规范
Figure BDA0001900358550000061
实施例二
本实施例中焊接步骤：步骤一：使用电子秤，按重量配比进行活性剂配料，制成用于低碳钢高速MAG焊的活性剂，其中，其成分按重量百分比分配，分别为CaF2：35％、MgF2：17％、SiO2：8％、TiO2：27％、Cr2O3：8％，CeO2：5％，各成分的粉末粒度均小于200目。将各成分粉末一起置于球磨机中球磨30min，使其充分混合均匀后，成为用于低碳钢高速MAG焊的活性剂粉末；
步骤二：母材为3mm厚的低碳钢工件，焊前用机械方法对低碳钢工件表面进行打磨，直至出现金属光泽，用丙酮擦拭低碳钢工件表面以去除表面油污；
步骤三：将第一步中配制好的用于低碳钢高速MAG焊的活性剂粉末与适量丙酮混合调配成便于涂覆的浆料，再用毛刷将其均匀涂覆在低碳钢工件待焊的焊道表面；其中，活性剂涂覆宽度比焊缝宽度大15mm及以上，涂覆量约为30mg/cm2；
步骤四：自然风干或者利用吹风机或者风道风吹向低碳钢工件表面，待丙酮完全挥发，涂覆层干燥后，采用高速自动MAG焊进行焊接，焊枪垂直于工件，焊接工艺规范如表1所示。
实施例三
本实施例中焊接步骤：步骤一：使用电子秤，按重量配比进行活性剂配料，制成用于低碳钢高速MAG焊的活性剂，其中，其成分按重量百分比分配，分别为CaF2：30％、MgF2：15％、SiO2：10％、TiO2：30％、Cr2O3：9％，CeO2：6％，各成分的粉末粒度均小于200目。将各成分粉末一起置于球磨机中球磨30min，使其充分混合均匀后，成为用于低碳钢高速MAG焊的活性剂粉末；
步骤二：母材为3mm厚的低碳钢工件，焊前用机械方法对低碳钢工件表面进行打磨，直至出现金属光泽，用丙酮擦拭低碳钢工件表面以去除表面油污；
步骤三：将第一步中配制好的用于低碳钢高速MAG焊的活性剂粉末与适量丙酮混合调配成便于涂覆的浆料，再用毛刷将其均匀涂覆在低碳钢工件待焊的焊道表面；其中，活性剂涂覆宽度比焊缝宽度大15mm及以上，涂覆量约为30mg/cm2；
步骤四：自然风干或者利用吹风机或者风道风吹向低碳钢工件表面，待丙酮完全挥发，涂覆层干燥后，采用高速自动MAG焊进行焊接，焊枪垂直于工件，焊接工艺规范如表1所示。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种用于低碳钢高速MAG焊的活性剂，其特征在于：所述活性剂由粉末粒度均小于200目的CaF2、MgF2、SiO2、TiO2、Cr2O3和CeO2六种粉末颗粒组成，且只含有这六种成分，其成分按重量百分比分配，分别为CaF2：30～40%、MgF2：15～20%、SiO2：5～10%、TiO2：25～30%、Cr2O3：6～9%，CeO2：4～6%。
2.根据权利要求1所述的用于低碳钢高速MAG焊的活性剂，其特征在于：所述活性剂中CaF2、MgF2、SiO2、TiO2、Cr2O3和CeO2粉末颗粒组成，其成分按重量百分比分配，分别为CaF2：40%、MgF2：20%、SiO2：5%、TiO2：25%、Cr2O3：6%，CeO2：4%。
3.根据权利要求1所述的用于低碳钢高速MAG焊的活性剂，其特征在于：所述活性剂中CaF2、MgF2、SiO2、TiO2、Cr2O3和CeO2粉末颗粒组成，其成分按重量百分比分配，分别为CaF2：35%、MgF2：17%、SiO2：8%、TiO2：27%、Cr2O3：8%，CeO2：5%。
4.根据权利要求1所述的用于低碳钢高速MAG焊的活性剂，其特征在于：所述活性剂中CaF2、MgF2、SiO2、TiO2、Cr2O3和CeO2粉末颗粒组成，其成分按重量百分比分配，分别为CaF2：30%、MgF2：15%、SiO2：10%、TiO2：30%、Cr2O3：9%，CeO2：6%。
5.根据权利要求1~4任一所述用于低碳钢高速MAG焊的活性剂的使用方法，其特征在于：按照以下步骤进行：
步骤一：按重量配比进行活性剂配料，制成用于低碳钢高速MAG焊的活性剂，并使其充分混合均匀；
步骤二：用机械方法对低碳钢工件表面进行打磨，直至出现金属光泽，用丙酮擦拭低碳钢工件表面以去除表面油污；
步骤三：将第一步中配制好的活性剂粉末与适量丙酮混合调配成便于涂覆的浆料，再用刷涂的方式均匀涂覆在低碳钢工件待焊的焊道表面；
步骤四：自然风干或者利用吹风机或者风道风吹向低碳钢工件表面，待涂覆层干燥后进行高速MAG焊。
6.根据权利要求5所述的用于低碳钢高速MAG焊的活性剂的使用方法，其特征在于：在所述步骤三中，涂覆量为25～50 mg/cm2。
7.根据权利要求5所述的用于低碳钢高速MAG焊的活性剂的使用方法，其特征在于：在所述步骤三中，所述活性剂涂覆宽度比焊缝宽度大15 mm及以上。
8.根据权利要求5所述的用于低碳钢高速MAG焊的活性剂的使用方法，其特征在于：在所述步骤四中，高速MAG焊的焊速为1000 mm/min～1500 mm/min。
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