CN110856882A - 一种空心螺柱诱导电子发射拉弧螺柱焊方法 - Google Patents

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Abstract

一种空心螺柱诱导电子发射拉弧螺柱焊方法，在焊前配置好诱导电弧焊剂，处理好母材后，使螺柱垂直母材；再将诱导电弧焊剂送至螺柱待焊位置周边，启动螺柱焊机进行焊接，螺柱上拉引弧时点燃诱导电弧焊剂，诱导电弧自动扩展至整个螺柱端面，使得电弧在螺柱端面均匀燃烧；在螺柱下压瞬间，再次将诱导电弧焊剂送至螺柱周边，利用熔池热量点燃诱导电弧焊剂，诱导电弧焊剂反应产生的热量，对焊接接头起到缓冷以及焊后热处理的作用，同时焊剂反应后产生的熔渣保护接头。本发明的方法在引弧的瞬间，堆覆在空心螺柱周围的诱导电弧焊剂被点燃，产生自蔓延反应，增大引弧时的电子发射，诱导电弧自动扩展，实现电弧均匀燃烧。

Description

一种空心螺柱诱导电子发射拉弧螺柱焊方法
技术领域
本发明涉及螺柱焊的诱导电子发射拉弧螺柱焊方法，具体地说是一种空心螺柱诱导电子发射拉弧螺柱焊方法，属于焊接领域。
背景技术
在兵器装甲车辆车体内、外部；船体船舱中；各种压力容器内外壁、及其他领域均广泛应用金属基体与钢、铝、不锈钢螺柱的焊接，许多都是在金属基体上焊接空心螺柱。但对于空心钢螺柱、铝螺柱和中大直径不锈钢空心螺柱与钢基体的连接，目前尚无有效的螺柱焊工艺方法。随着制造业的高速发展，空心螺柱的使用率越来越高，需要快速、高质量、高可靠、操作简便的螺柱焊接工艺方法，以满足现代化制造业的发展。
实现螺柱焊的方法有多种，手工电弧焊接螺柱工艺是采用焊条和弧焊电源、由焊工运条、送进、人工旋转一周进行焊接的一种工艺方法，半自动熔化极气体保护焊接螺柱方法采用CO2、Ar或CO2+Ar混合气保护，由焊枪自动送进焊丝、人工移动焊枪一周进行焊接的一种工艺方法，手工电弧和半自动气体保护焊接螺柱虽具有操作简单，适用范围广泛等优点，但在焊接空心螺柱时都存在焊接结合面积少、强度低、焊接内部存在缺陷、焊缝外观成型难看、效率低下等缺点。
普通电弧螺柱焊和电容储能电弧螺柱焊要求螺柱顶部制成尖端，该尖端和金属基体之间由焊接电源供电产生瞬间电弧，融化尖端并在压力作用下形成焊接接头，而空心螺柱不可能制成尖端，电弧只能在空心螺柱四周“壁”端产生电弧，电弧阳(阴)极位置无法稳定，电弧燃烧极不均匀，不能形成合格稳定的焊接接头。
发明内容
本发明的发明目的在于提供一种空心螺柱诱导电子发射拉弧螺柱焊方法。
实现本发明目的的技术解决方案为：
一种空心螺柱诱导电子发射拉弧螺柱焊方法，具体为：
在焊前配置好诱导电弧焊剂，加工空心螺柱，机械打磨螺柱及母材表面，并用丙酮清洗去除表面污渍，快速吹干，水平放置母材，使螺柱垂直母材；
再将诱导电弧焊剂送至螺柱待焊位置周边，启动螺柱焊机进行焊接，螺柱上拉引弧时点燃诱导电弧焊剂，诱导电弧自动扩展至整个螺柱端面，使得电弧在螺柱端面均匀燃烧；
在螺柱下压瞬间，再次将诱导电弧焊剂送至螺柱周边，利用熔池热量点燃诱导电弧焊剂，诱导电弧焊剂反应产生的热量，对焊接接头起到缓冷以及焊后热处理的作用，同时焊剂反应后产生的熔渣保护接头。
进一步的，该方法使用的诱导电弧焊剂，包括：含量为3％的大理石，20％-25％的Fe2O3，5％的Fe粉，2％-3％的萤石，3％的菱苦土，3％的TiO2，其余为Al粉。
进一步的，采用自动送粉装置在焊前将诱导电弧焊剂输送至螺柱待焊位置周边。
进一步的，采用时间控制器，控制自动送粉装置在螺柱下压瞬间，再次将诱导电弧焊剂送至螺柱周边。
本发明与现有技术相比，其显著优点是：
1)在引弧的瞬间，堆覆在空心螺柱周围的诱导电弧焊剂被点燃，产生自蔓延反应，增大引弧时的电子发射，诱导电弧自动扩展，实现电弧均匀燃烧。
2)第二次送进的诱导电弧焊剂，被熔池的高温引燃，反应产生的热量对焊接接头起到缓冷和焊后热处理的作用，改善焊接接头的金相组织。
3)焊剂中含有大理石、菱苦土、萤石，反应产生的熔渣对焊接接头有保护作用。
4)操作简便，生产效率高。
附图说明
图1是本发明的空心螺柱诱导电子发射拉弧螺柱焊方法的流程图。
图2是本发明的空心螺柱诱导电子发射拉弧螺柱焊方法采用的装置示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述
结合图1和图2，在焊前配置好诱导电弧焊剂3，加工空心螺柱2，机械打磨螺柱2及母材1表面，并用丙酮清洗去除表面污渍，快速吹干，水平放置母材1，使螺柱2垂直母材3，此时自动送粉装置6将诱导电弧焊剂3送至螺柱2周边，启动螺柱焊机进行焊接，螺柱2上拉引弧时点燃诱导电弧焊剂3，时间控制器5在螺柱2下压前启动自动送粉装置6，再次将诱导电弧焊剂3送至螺柱2周边，利用熔池热量点燃诱导电弧焊剂3，螺柱2下压，完成焊接过程。
对空心螺柱与不同厚度金属板之间的连接，在焊前配置好专用诱导电弧焊剂，加工空心螺柱，机械打磨螺柱及母材表面，并用丙酮清洗去除表面污渍，快速吹干，水平放置母材，使螺柱垂直母材，此时自动送粉装置将诱导电弧焊剂送至螺柱周边，启动螺柱焊机进行焊接，螺柱上拉引弧时，堆覆在空心螺柱周围的诱导电弧焊剂被点燃，产生自蔓延反应，这个过程生成Al2O3，Al2O3漂浮在熔池表面，阴极斑点会迅速的优先寻找Al2O3，接负极的熔池表面受到正离子的猛烈撞击，Al2O3氧化膜被打碎，大量电子逸出，高能量的电子不断轰击螺柱端面，增大引弧时的电子发射，诱导电弧自动扩展至整个螺柱端面，实现电弧均匀燃烧，时间控制器在螺柱下压瞬间启动自动送粉装置，将诱导电弧焊剂再次送至螺柱周边，利用熔池热量点燃焊剂，诱导电弧焊剂反应产生的热量，对焊接接头起到缓冷以及焊后热处理的作用，焊剂反应后产生的熔渣对接头起到保护作用。
下面结合实例对本发明做进一步详细描述：
实施例
以外径为24mm、内径为16mm，长度为40mm的Q235空心螺柱和20mm厚中碳调质钢板材为例。
首先在焊前配制诱导电弧焊剂，成分为：3％的大理石，20％的Fe2O3，5％的Fe粉，2％的萤石，3％的菱苦土，3％的TiO2，64％的Al粉。接下来对空心螺柱2及母材1表面进行机械打磨，去除锈迹及油污，用丙酮溶液清洗母材1及空心螺柱2表面，并用酒精进行擦拭，快速吹干。水平放置母材1，使螺柱2垂直母材3，此时自动送粉装置6将诱导电弧焊剂3送至螺柱2周边，启动螺柱焊机进行焊接，螺柱2上拉引弧时点燃诱导电弧焊剂3，时间控制器5在螺柱2下压瞬间启动自动送粉装置6，再次将诱导电弧焊剂3送至螺柱2周边，利用熔池热量点燃诱导电弧焊剂3，螺柱2下压，完成焊接过程。焊接过程顺利完成，电弧均匀燃烧，实现良好的焊接成形，实现了对焊接接头的缓冷，熔渣对焊接接头起到了保护作用。

Claims (4)

1.一种空心螺柱诱导电子发射拉弧螺柱焊方法，其特征在于：
在焊前配置好诱导电弧焊剂，加工空心螺柱，机械打磨螺柱及母材表面，并用丙酮清洗去除表面污渍，快速吹干，水平放置母材，使螺柱垂直母材；
再将诱导电弧焊剂送至螺柱待焊位置周边，启动螺柱焊机进行焊接，螺柱上拉引弧时点燃诱导电弧焊剂，诱导电弧自动扩展至整个螺柱端面，使得电弧在螺柱端面均匀燃烧；
在螺柱下压瞬间，再次将诱导电弧焊剂送至螺柱周边，利用熔池热量点燃诱导电弧焊剂，诱导电弧焊剂反应产生的热量，对焊接接头起到缓冷以及焊后热处理的作用，同时焊剂反应后产生的熔渣保护接头。
2.根据权利要求1所述的空心螺柱诱导电子发射拉弧螺柱焊方法，其特征在于，该方法使用的诱导电弧焊剂，包括：含量为3％的大理石，20％-25％的Fe2O3，5％的Fe粉，2％-3％的萤石，3％的菱苦土，3％的TiO2，其余为Al粉。
3.根据权利要求1所述的空心螺柱诱导电子发射拉弧螺柱焊方法，其特征在于，采用自动送粉装置在焊前将诱导电弧焊剂输送至螺柱待焊位置周边。
4.根据权利要求1所述的空心螺柱诱导电子发射拉弧螺柱焊方法，其特征在于，采用时间控制器，控制自动送粉装置在螺柱下压瞬间，再次将诱导电弧焊剂送至螺柱周边。
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郑石雄: "空心螺柱旋转电弧焊接方法与工艺研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑》 *

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