CN1883867A - 一种碳极电弧自动堆焊方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种碳极电弧自动堆焊方法，其采用光谱纯碳棒电极做阴极，通过焊炬实现电极导电，由焊炬驱动装置抽送电极实现接触引弧，并与母材形成稳定燃烧的电弧，进而通过焊炬连续送进电极对电极进行烧损补偿，保持电弧长度稳定，以此电弧为热源，熔化具有自熔性的堆焊合金材料完成堆焊。本发明采用接触引弧，引弧时不需要高频，容易实现程序控制；施焊过程随着电极烧损，弧长可以自动补偿，保持了弧长稳定；电弧在空气中燃烧，不需要保护气体；生产成本低廉。本发明操作方便，堆焊层成分容易控制、性能稳定，所用设备结构简单。
Description
技术领域
本发明涉及一种堆焊方法，具体地说是以碳极电弧为热源的碳极电弧自动堆焊方法。
背景技术
我们知道，在冶金、矿山、水泥、化工、航道疏浚等领域的生产或施工过程中，生产施工单位经常面临着设备发生大面积磨损的使用工况。在这种情况下，一方面要消耗掉大量的钢铁材料，造成物资资源浪费；另一方面投入大量的维修人力，造成人力资源浪费。不仅如此，因为经常停机检修，设备利用率低下，无法创造最佳经济效益。
对于经常发生大面积磨损的机械设备，国内、外通常采取的防磨措施是安装耐磨衬板、铺衬铸石或刚玉(Al2O3陶瓷)。耐磨衬板具有适应面宽、安装和更换方便的特点，应用最普遍。上个世纪80年代初期，法国Tapco国际公司推出了一种大面积堆焊方法——Bulkwelding工艺，用来进行大面积堆焊，生产一种当时被称为“大面积耐磨钢板”的堆焊制品。之后，美国、澳大利亚、加拿大、英国、前西德、前苏联等国家也相继效法，推出了同类产品。所谓Bulkwelding工艺，即外填加合金粉埋弧自动堆焊工艺，其优点是生产效率高，但存在明显不足就是堆焊层性能稳定性差。
中国专利申请961065109公开了一种“碳极氩气等离子弧堆焊方法”，是本专利申请发明人提出的一种碳极氩气等离子弧堆焊方法，弧柱温度低与常规等离子弧，适用于低稀释率堆焊和碳化钨堆焊等特殊堆焊条件需要。但碳极氩气等离子弧堆焊，一方面用氩气做保护气体，成本较高；另一方面，需要机械压缩，焊炬结构复杂。
我们还知道，碳的特性是加热时不熔化，沸点为4400℃。试验证明，在碳极电弧气氛中含有(1.0～4.5)×103dyne/cm3的碳分压，碳的电离电位为11.2Ve，远低于钨极氩弧焊条件下氩气的电离电位15.7Ve，是比较理想的非熔化极电极材料，碳极电弧十分稳定。
大直径碳极电弧在电弧炉炼钢方面获得了广泛的应用，由于存在两个方面的问题，很少作为焊接热源使用：一是电弧气氛中含有碳的分压常使焊缝增碳，二是与惰性气体保护下的钨极比较，烧损速度快，稳定电弧长度有困难。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提供一种操作方便，堆焊层成分容易控制、性能稳定，所用设备结构简单的碳极电弧自动堆焊方法。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：一种碳极电弧自动堆焊方法，其特征是：采用光谱纯碳棒电极做阴极，通过焊炬实现电极导电，由焊炬驱动装置抽送电极实现接触引弧，并与母材形成稳定燃烧的电弧，进而通过焊炬连续送进电极对电极进行烧损补偿，保持电弧长度稳定，以此电弧为热源，熔化具有自熔性的堆焊合金材料完成堆焊。
本发明的特点是：1.接触引弧，引弧时不需要高频，容易实现程序控制；2.施焊过程随着电极烧损，弧长自动补偿，保持弧长稳定；3.电弧在空气中燃烧，不需要保护气体；4.碳棒是最廉价的电极材料，生产成本低廉。对照现有技术，本发明操作方便，堆焊层成分容易控制、性能稳定，所用设备结构简单。
具体实施方式
一种碳极电弧自动堆焊方法，其采用光谱纯碳棒电极做阴极，通过焊炬实现电极导电，由焊炬驱动装置抽送电极实现接触引弧，并与母材形成稳定燃烧的电弧，进而通过焊炬连续送进电极对电极进行烧损补偿，保持电弧长度稳定，以此电弧为热源，熔化具有自熔性的堆焊合金材料完成堆焊。
本发明中使用的堆焊合金材料具有自熔性，其熔化状态在空气中不氧化，施焊过程不需要保护气体，合金中含碳量均在2％以上，对于这样的合金，电弧气氛中的碳是有益元素，可以提高碳及其它合金元素的过渡系数。试验证明，在合金中的含碳量低于0.96％时，碳极电弧气氛有增碳作用，但合金中的含碳量高于0.96％时，碳极电弧气氛则转而对碳的烧损起抑制作用。
本发明阴极采用的光谱纯碳棒电极直径为φ8-φ12mm。试验证明，在适用的焊接电流电压规范下，直径为φ8-φ12mm的碳电极烧损速度为6～10mm/分。完全可以通过对电极连续送进，进行烧损补偿，以保持电弧长度稳定。
本发明实现碳极电弧稳定燃烧，焊炬起关键作用，本发明所用焊炬是水冷结构焊炬，其主要功能有三点：1.冷却电极减少烧损；2.为电极导向，实现电极抽送和连续送进；3.为电极提供导电通路。本发明控制系统要实现两个功能：1.抽送电极实现引弧；2.与烧损同步送进电极保持弧长稳定。
本发明焊炬驱动装置包括一对铜制表面内凹的导轮，以此驱动电极，实现电极抽送与母材接触，进行接触引弧，也由该导轮连续送进电极，以保持电弧的恒定弧长。
本发明一种具体的实施方法是，采用φ10mm光谱纯碳棒电极做阴极，通过焊炬实现电极导电，由焊炬驱动装置抽送电极实现接触引弧，并与母材形成稳定燃烧的电弧，焊接电流300-350A，焊接电压28-32V，电弧长度8-10mm。通过焊炬实现连续送进电极对电极进行烧损补偿，保持电弧长度稳定，以此电弧为热源，熔化具有自熔性的堆焊合金材料完成堆焊。堆焊层性能稳定，硬度波动范围HRC±2。
本发明采用接触引弧，引弧时不需要高频，容易实现程序控制；施焊过程随着电极烧损，弧长可以自动补偿，保持了弧长稳定；电弧在空气中燃烧，不需要保护气体；碳棒是最廉价的电极材料，生产成本低廉。本发明操作方便，堆焊层成分容易控制、性能稳定，所用设备结构简单。
Claims (2)
1.一种碳极电弧自动堆焊方法，其特征是：采用光谱纯碳棒电极做阴极，通过焊炬实现电极导电，由焊炬驱动装置抽送电极实现接触引弧，并与母材形成稳定燃烧的电弧，进而通过焊炬连续送进电极对电极进行烧损补偿，保持电弧长度稳定，以此电弧为热源，熔化具有自熔性的堆焊合金材料完成堆焊。
2.根据权利要求1所述碳极电弧自动堆焊方法，其特征是：阴极采用的光谱纯碳棒电极直径为φ8-φ12mm。
Priority Applications (1)
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| CN 200510043930 CN1883867A (zh) | 2005-06-24 | 2005-06-24 | 一种碳极电弧自动堆焊方法 |
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| CN 200510043930 CN1883867A (zh) | 2005-06-24 | 2005-06-24 | 一种碳极电弧自动堆焊方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN1883867A true CN1883867A (zh) | 2006-12-27 |
Family
ID=37582234
Family Applications (1)
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| CN 200510043930 Pending CN1883867A (zh) | 2005-06-24 | 2005-06-24 | 一种碳极电弧自动堆焊方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| CN (1) | CN1883867A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102615382A (zh) * | 2012-04-11 | 2012-08-01 | 李峻野 | 一种双碳弧高效堆焊耐磨复合钢板的方法 |
| CN110842210A (zh) * | 2019-11-21 | 2020-02-28 | 安徽省春谷3D打印智能装备产业技术研究院有限公司 | 一种铁基中间合金粉末的等离子弧球化装置及方法 |
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2005
- 2005-06-24 CN CN 200510043930 patent/CN1883867A/zh active Pending
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| CN110842210A (zh) * | 2019-11-21 | 2020-02-28 | 安徽省春谷3D打印智能装备产业技术研究院有限公司 | 一种铁基中间合金粉末的等离子弧球化装置及方法 |
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