一種氣載式釬劑輔助釬焊的方法與裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于材料加工工程中的釬焊(熔釬焊)領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)就是一種氣載式釬劑輔助釬焊(熔釬焊)的方法與裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]鍍鋅鋼板和鋁與鋼、鈦與鋁、銅與鋼等熔點(diǎn)差別較大的異種金屬材料的優(yōu)質(zhì)高效連接一直是焊接領(lǐng)域的技術(shù)難題。主要是由于鍍鋅鋼板焊接過(guò)程中低熔點(diǎn)鋅易揮發(fā)導(dǎo)致焊縫中形成氣孔、接頭抗腐蝕性能降低；而異種金屬因物理性能的差異，導(dǎo)致焊接工件變形較大，接頭處存在較大的殘余應(yīng)力；化學(xué)性能的差異則導(dǎo)致接頭易氧化和生成脆性的金屬間化合物，兩者均致使焊接接頭力學(xué)性能降低。
[0003]近年來(lái)，關(guān)于鍍鋅鋼板釬焊及異種金屬熔釬焊受到越來(lái)越多的重視，依據(jù)釬焊(熔釬焊)熱源類(lèi)型主要分為:激光焊和電弧焊兩種方式，激光焊是利用高能量密度的激光束作為熱源進(jìn)行焊接的一種高效精密的焊接方法，它具有能量密度高、深熔透、高精度、適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)；電弧焊作為傳統(tǒng)的焊接方法具有成本低，加熱范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。
[0004]關(guān)于釬劑輔助釬焊(熔釬焊)技術(shù)方面的專(zhuān)利，如中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)CN 101434014A發(fā)明創(chuàng)造的名稱(chēng)為“一種適用于鋁合金/不銹鋼異種金屬電弧熔釬焊的釬劑”，其構(gòu)成方法是將配好的釬劑提前涂覆在清理過(guò)的不銹鋼表面，然后借助電弧進(jìn)行熔釬焊實(shí)驗(yàn)，利用預(yù)涂的釬劑提高液態(tài)釬料在固態(tài)鋼表面的潤(rùn)濕鋪展，從而提高接頭力學(xué)性能。其不足之處在于工藝復(fù)雜，釬劑涂覆在鋼表面易造成不均勻，其促進(jìn)潤(rùn)濕能力有限，且與鋼表面粘結(jié)性差，在電弧磁吹力的作用下很容易剝落，影響了焊接過(guò)程的穩(wěn)定性，焊縫成形能力差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的是克服現(xiàn)有釬劑在固態(tài)母材表面涂敷不均勻且工藝復(fù)雜，激光或電弧焊接條件下因釬劑容易揮發(fā)引起焊縫中產(chǎn)生氣孔，液態(tài)釬料潤(rùn)濕鋪展性差等缺點(diǎn)，提供了一種氣載式釬劑輔助釬焊(熔釬焊)的方法與裝置。
[0006]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0007]借助載氣式送粉器把粉末態(tài)的釬劑與保護(hù)氣體一起均勻送入到焊接熔池，進(jìn)入到熔池的釬劑能夠均勻的覆蓋在焊接區(qū)表面，既有效消除固態(tài)母材表面和熔池中的氧化物，保護(hù)工件和液態(tài)釬料在釬焊過(guò)程中免于氧化，又能降低液態(tài)釬料與固態(tài)金屬表面的界面張力，促進(jìn)液態(tài)釬料在固態(tài)金屬表面的潤(rùn)濕鋪展，形成良好的焊縫成形，提高接頭的強(qiáng)度。
[0008]本發(fā)明一種氣載式釬劑輔助釬焊的方法主要包括以下步驟:
[0009](I)將配置好的細(xì)顆粒釬劑裝入送粉器粉斗，保護(hù)氣體通入送粉器，調(diào)整送入氣體流量，使粉末狀釬劑既容易輸送，又避免釬劑吹散開(kāi)。
[0010](2)配好工件，使焊接熱源(激光或電弧)對(duì)準(zhǔn)焊接部位，并保持焊絲方向-焊接熱源方向-送粉嘴方向相交于同一點(diǎn)。
[0011](3)焊接過(guò)程中，先啟動(dòng)焊接熱源(激光或電弧)與送粉器，待穩(wěn)定后再啟動(dòng)焊絲送進(jìn)系統(tǒng)。
[0012]氣載式釬劑輔助釬焊的裝置由焊絲送進(jìn)系統(tǒng)、焊接熱源、送粉系統(tǒng)組成，焊絲送進(jìn)系統(tǒng)包括:焊絲、送絲嘴；焊絲在送絲嘴的內(nèi)部；焊接熱源和工件構(gòu)成焊接系統(tǒng)；送粉系統(tǒng)包括:粉斗、送粉管、粉嘴組成；粉斗與粉嘴通過(guò)送粉管連接。
[0013]氣載式釬劑輔助釬焊的工藝參數(shù)可取為焊接速度0.2-5m/min，送絲速度0.5-1Om/min,送粉器氣體流量2-10L/min，粉輪轉(zhuǎn)速20-90轉(zhuǎn)/min,焊絲直徑Φ 0.8-3.2mm，焊絲與工件間夾角為10-45°，送粉嘴與工件夾角為20-70°。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0015](I)突破了傳統(tǒng)釬焊(熔釬焊)焊接中釬劑添加方式，提供了一種釬劑輔助釬焊(熔釬焊)方法的新思路，利用保護(hù)氣體與釬劑混合輸送到熔化金屬中輔助釬焊(熔釬焊)的方法具有操作方便，工藝簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。
[0016](2)保持原有焊接方法優(yōu)點(diǎn)的條件下，釬劑在熔化金屬中分布更加均勻，提高了釬劑的利用率，進(jìn)入到熔池中的釬劑與液態(tài)金屬充分混合，既能有效消除固態(tài)母材表面和熔池中的氧化物，又能降低液態(tài)釬料與固態(tài)金屬表面的界面張力，促進(jìn)液態(tài)釬料在固態(tài)金屬表面的潤(rùn)濕鋪展，形成良好的焊縫成形，提高接頭的強(qiáng)度。
[0017](3)保護(hù)氣體既能促使釬劑進(jìn)入到熔池中，又能夠?qū)θ鄢剡M(jìn)行有效保護(hù)，防止焊縫進(jìn)一步氧化。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為一種氣載式釬劑輔助釬焊的方法與裝置的示意圖；1、焊接熱源(激光或電弧)；2、送粉器粉斗；3、送粉管；4、粉嘴；5、工件；6、送絲嘴；7、焊絲；8、焊絲送進(jìn)系統(tǒng)。
[0019]附圖給出的氣載式釬劑輔助釬焊的方法與裝置的示意圖，僅為幫助理解本發(fā)明的要點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中可根據(jù)具體情況進(jìn)行改造，并不局限于本結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0021]【具體實(shí)施方式】一:本發(fā)明氣載式釬劑輔助釬焊的方法與裝置，首先是送粉器系統(tǒng)，釬劑裝入到送粉器粉斗2中，然后調(diào)節(jié)氣流量，使釬劑既能順利從粉嘴4中噴出，又不會(huì)太分散；安裝工件5，使焊接熱源I正好對(duì)準(zhǔn)待焊位置；調(diào)整焊絲7方向-焊接熱源I方向-粉嘴4方向相交于同一點(diǎn)，焊接過(guò)程中先開(kāi)啟焊接熱源與氣載釬劑系統(tǒng)，待穩(wěn)定后，再開(kāi)始送絲。
[0022]在上述釬焊(熔釬焊)過(guò)程中，通過(guò)對(duì)焊接熱源線(xiàn)能量、焊接速度、送絲速度、氣流量、粉輪轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)、獲得合理的焊接工藝參數(shù)范圍，利用該參數(shù)范圍獲得理想的釬焊(熔釬焊)焊接接頭。
[0023]【具體實(shí)施方式】二:采用圖1所示裝置進(jìn)行氣載式釬劑輔助TIG在鋼表面的堆焊實(shí)驗(yàn)，焊絲為Φ 1.0mm的Al-12Si焊絲，鋼板為316不銹鋼，焊接電流為90A，焊接速度0.3m/min,送絲速度3.0m/min,粉輪速度40轉(zhuǎn)/min，氣體流量3L/min。
[0024]【具體實(shí)施方式】三:采用圖1所示裝置進(jìn)行氣載式釬劑輔助光纖激光在鋼表面的堆焊實(shí)驗(yàn)，焊絲為Φ 1.2mm的Al-5Mg焊絲，鋼板為316不銹鋼板，焊接參數(shù)為:激光功率 1800W，焊接速度0.5m/min，送絲速度3.5m/min，粉輪轉(zhuǎn)速40轉(zhuǎn)/min，氣體流量3L/min。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種氣載式釬劑輔助釬焊的方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將配置好的細(xì)顆粒釬劑裝入送粉器粉斗，保護(hù)氣體通入送粉器，調(diào)整送入氣體流量，使粉末狀釬劑既容易輸送，又避免釬劑吹散開(kāi)； (2)裝配好工件，使焊接熱源對(duì)準(zhǔn)焊接部位，并保持焊絲方向-焊接熱源方向-送粉嘴方向相交于同一點(diǎn)，熱源為激光或電?。? (3)焊接過(guò)程中，先啟動(dòng)焊接熱源與送粉器，待穩(wěn)定后再啟動(dòng)焊絲送進(jìn)系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣載式釬劑輔助釬焊的方法，其特征在于，工藝參數(shù)范圍為:焊接速度0.2-5m/min,送絲速度0.5-10m/min,送粉器氣體流量2_10L/min，粉輪轉(zhuǎn)速20-90轉(zhuǎn)/min,焊絲直徑Φ0.8-3.2mm，焊絲與工件間夾角為10-45°，送粉嘴與工件夾角為20-70。。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種氣載式釬劑輔助釬焊的方法，其特征在于，焊接過(guò)程中粉末態(tài)釬劑與保護(hù)氣體一起均勻送入到熔池中，避免焊前在母材上涂敷釬劑造成的不均勻性，工藝簡(jiǎn)單；熔池中的釬劑均勻的覆蓋在焊接區(qū)表面，既能有效消除固態(tài)母材表面和熔池中的氧化物，又能降低液態(tài)釬料與固態(tài)金屬表面的界面張力，促進(jìn)液態(tài)釬料在固態(tài)金屬表面的潤(rùn)濕鋪展，形成良好的焊縫成形，提高接頭的強(qiáng)度；保護(hù)氣體既能促使釬劑進(jìn)入到熔池中，又能夠?qū)θ鄢剡M(jìn)行有效保護(hù)，防止焊縫進(jìn)一步氧化。
4.一種如權(quán)利要求1所述氣載式釬劑輔助釬焊的方法所用的裝置，它是由焊絲送進(jìn)系統(tǒng)(8)、焊接熱源(I)、送粉系統(tǒng)組成；其特征在于，焊絲送進(jìn)系統(tǒng)(8)包括:焊絲(7)、送絲嘴(6);焊絲(7)在送絲嘴(6)的內(nèi)部；焊接熱源(I)和工件(5)構(gòu)成焊接系統(tǒng)；送粉系統(tǒng)包括:送粉器粉斗(2)、送粉管(3)、粉嘴(4);送粉器粉斗(2)與粉嘴⑷通過(guò)送粉管(3)連接。
【專(zhuān)利摘要】一種氣載式釬劑輔助釬焊的方法與裝置，屬于材料加工工程中的釬焊(熔釬焊)領(lǐng)域。本發(fā)明借助載氣式送粉器把粉末態(tài)的釬劑與保護(hù)氣體一起均勻送入到焊接熔池，進(jìn)入到熔池的釬劑能夠均勻的覆蓋在焊接區(qū)域表面，既能有效消除固態(tài)母材表面和熔池中的氧化物，又能降低液態(tài)釬料與固態(tài)金屬表面的界面張力，促進(jìn)液態(tài)釬料在固態(tài)金屬表面的潤(rùn)濕鋪展，形成良好的焊縫成形，提高接頭的強(qiáng)度；保護(hù)氣體能夠有效的對(duì)熔池進(jìn)行保護(hù)，防止焊縫進(jìn)一步氧化。本發(fā)明具有操作方便，工藝簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類(lèi)】B23K3-06
【公開(kāi)號(hào)】CN104668700
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510068142
【發(fā)明人】陳樹(shù)海, 李猛, 黃繼華, 趙興科, 霍旭晨
【申請(qǐng)人】北京科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2015年2月9日