CN110856883B - 中大直径螺柱拉弧式螺柱焊诱导辅助引弧剂及其引弧方法 - Google Patents

中大直径螺柱拉弧式螺柱焊诱导辅助引弧剂及其引弧方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种中大直径螺柱焊诱导辅助引弧剂，以质量分数为计成分为：10％‑15％的TiO2，10％‑15％的Fe3O4，10％‑15％的FeO，5％的Fe粉，2％‑3％的K2CO3，3％的Na2CO3，其余为Al粉。具体为中大直径螺柱拉弧式螺柱焊诱导辅助引弧剂。本发明可以解决螺柱焊过程引弧困难的问题，实现中大直径螺柱焊焊接时顺利引弧。具有操作简单、效果明显等优点。

Description

中大直径螺柱拉弧式螺柱焊诱导辅助引弧剂及其引弧方法
技术领域
本发明涉及螺柱焊的一种辅助引弧方法，具体地说是一种中大直径螺柱拉弧式螺柱焊诱导辅助引弧剂及其引弧方法，属于焊接领域。
背景技术
电弧螺柱焊是一种将螺状或者柱状的金属焊接在金属板材表面的焊接方法。其基本原理是在待焊螺柱与工件间引燃电弧，当螺柱与工件被加热到合适温度时，在外力作用下，将螺柱送入工件上的焊接熔池形成焊接接头。在车辆、造船、锅炉、钢结构、建筑、电子、仪表、医疗器械等工件行业中螺柱的加工固定，一般传统采用的是螺纹紧固的方法，但这种方法需要在母材上开螺纹，造成实际在大型工件的加工过程中难以加工，且对于密封性要求高的工件，传统加工螺纹的方法难以满足工件的使用要求。螺柱焊作为一种熔焊方法，比较于传统的螺柱加工，具有节省时间和材料的特点，且不用在板件表面开孔，对于在一些要求密封性比较高的设备当中，螺柱焊焊接可有效避免泄露事故的发生。由于以上特性；螺柱焊在桥梁建筑和大型压力容器中具有巨大的发展前景。
实现螺柱焊的方法有多种，如：拉弧式螺柱焊、储能式螺柱焊、电阻焊、凸焊等。目前用的最多的是拉弧式螺柱焊，但问题在于，拉弧式螺柱焊对于直径为6mm-12mm螺柱，引弧较为容易，对于中大直径螺柱(一般直径为12mm-30mm)，焊接引弧时，电弧不能迅速蔓延至整个螺柱端面，而螺柱焊过程电弧上拉迅速，电弧在上拉过程中不稳定，易断弧，造成引弧失败。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于：对中大直径钢螺柱与钢板焊接时存在的引弧困难的问题，提供了一种采用涂覆引弧剂增大引弧瞬间电子发射的辅助引弧的方法。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种中大直径螺柱拉弧式螺柱焊诱导辅助引弧剂。
采用的引弧剂包括：含量为10％-15％的TiO2，10％-15％的Fe3O4，10％-15％的FeO，5％的Fe粉，2％-3％的K2CO3，3％的Na2CO3，其余为Al粉。
本发明与现有技术相比，其显著优点：1)增大螺柱焊接引弧瞬间的电子发射，解决中大直径螺柱焊接时不引弧的现象；2)操作简单，效率明显提高；3)能够获得良好的焊缝金相组织，有效提高焊缝质量。
附图说明
图1是本发明使用的一种中大直径螺柱拉弧式螺柱焊诱导辅助引弧剂的流程图。
图2是本发明使用的中大直径螺柱焊辅助引弧剂环状铺放示意图。
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、图2，本发明的中大直径螺柱拉弧式螺柱焊诱导辅助引弧剂使用方法，包括以下步骤：
步骤1、配置好专用引弧剂；
步骤2、加工螺柱，使螺柱锥角为150°；
步骤3、机械打磨螺柱及母材表面，用丙酮清洗去除表面污渍，快速吹干；
步骤4、将引弧剂呈环状均匀铺在螺柱周边母材上，并留出引弧区域；
步骤5、水平放置母材，将套有匹配陶瓷圈的螺柱锥形端向下，垂直母材，施加一定压力；
步骤6、启动螺柱焊机进行焊接。
焊接时采用工件直流反接，在引弧的瞬间，呈环状铺在螺柱周围的引弧剂被点燃，产生自蔓延反应，这个过程生成Al2O3，Al2O3的低密度趋于使其漂浮在熔池表面，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，高熔点的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焊接端，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，同时引弧剂中的K2CO3、Na2CO3、TiO2则是在螺柱上拉过程中，使电弧保持稳定，从而实现中大直径螺柱焊引弧。
下面结合实施例对本发明做进一步详细描述
实施例1
以直径为18mm的Q235螺柱和14mm厚板材为例。
首先在焊前配制专用引弧剂，引弧剂成分为：10％的TiO2，15％的Fe3O4，15％的FeO，5％的Fe粉，2％的K2CO3，3％的Na2CO3，50％的Al粉，并将引弧剂烘干。接下来对螺柱1及母材3表面进行机械打磨，去除锈迹及油污，用丙酮溶液清洗母材3及螺柱1表面，并用酒精进行擦拭，快速吹干。将配制好的引弧剂4呈环状均匀铺在母材3待焊区域上，并留出引弧位置，装配好陶瓷环2，夹取螺柱1，将母材3水平放置，将螺柱1锥形端向下，垂直母材3，使螺柱1对母材3施以一定的压力；启动螺柱焊机进行焊接。发现引弧瞬间诱导辅助引弧剂剧烈燃烧，电弧自动扩展至整个端面，整个焊接过程顺利完成。
实施例2
以直径为22mm的Q235螺柱和18mm厚板材为例。
首先在焊前配制专用引弧剂，引弧剂成分为：13％的TiO2，15％的Fe3O4，10％的FeO，5％的Fe粉，2％的K2CO3，3％的Na2CO3，52％的Al粉，并将引弧剂烘干。接下来对螺柱1及母材3表面进行机械打磨，去除锈迹及油污，用丙酮溶液清洗母材3及螺柱1表面，并用酒精进行擦拭，快速吹干。将配制好的引弧剂4呈环状均匀铺在母材3待焊区域上，并留出引弧位置。装配好陶瓷环2，夹取螺柱1，将母材3水平放置，将螺柱1锥形端向下，垂直母材3，使螺柱1对母材3施以一定的压力；启动螺柱焊机进行焊接。发现在螺柱提升瞬间，引弧剂被点燃，诱导电弧自动扩展，整个引弧过程顺利完成，焊缝均匀，接头成型好。

Claims (2)

1.一种中大直径螺柱拉弧式螺柱焊诱导辅助引弧剂，其特征在于，该含量为13%的TiO2，15%的Fe3O4，10%的FeO，5%的Fe粉，2%的 K2CO3 ，3%的Na2CO3 ，52%的Al粉。
2.一种基于权利要求1所述的中大直径螺柱拉弧式螺柱焊诱导辅助引弧剂的使用方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤1、配置好专用引弧剂；
步骤2、加工螺柱，使螺柱锥角为150°；
步骤3、机械打磨螺柱及母材表面，用丙酮清洗去除表面污渍，快速吹干；
步骤4、将引弧剂呈环状均匀铺在螺柱周边母材上，并留出引弧区域；
步骤5、水平放置母材，将套有匹配陶瓷圈的螺柱锥形端向下，垂直母材，施加压力；
步骤6、启动螺柱焊机进行焊接；
采用的是逆变式拉弧式螺柱焊机，采用直流反接；
将引弧剂呈环状均匀铺在螺柱周边母材上，并留出引弧区域；
在焊前将配置好的引弧剂烘干。
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