一种真空自耗电弧熔炼用电极的焊接方法技术

本发明专利技术公开了一种真空自耗电弧熔炼用电极的焊接方法，该方法为：按照电极熔化的先后顺序，将对焊的上部、下部电极的两端车成平面；将上部电极的焊接端加工成凸台；将下部电极的焊接端加工成凹槽，将加工好的上部电极置于真空自耗电弧炉内固定，凸台面朝下，再将下部电极放置于真空自耗电弧炉内的坩埚中并定位，凹槽面朝上，将引弧料放在下部电极心部凸起部上，封真空自耗电弧炉并抽真空后焊接。本发明专利技术工艺简单，上部电极、下部电极对中效果好，且焊接时，起弧融化的合金液体填充凹槽不会外溢到电极的圆周面，避免产生焊缝处裂纹、“瘤子”或飞边，从而保证了焊接质量；焊接接触面积大，不会产生虚焊，电极焊后牢固，能够避免熔炼时电极掉落。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电极的焊接方法，具体涉及一种难熔金属合金真空自 耗电弧熔炼用电极的焊接方法。
技术介绍
随着难熔金属(主要指钼合金TZM和铌合金C-1(B、 Nb521)使用范 围的不断扩大，要求其合金的纯度提高、铸锭尺寸增大，要满足这些要求， 又不使合金铸锭的晶粒尺寸过分长大，真空电弧熔炼是一种非常好的铸锭 制备技术。随着该技术的不断应用，也出现了一个经常遇到的问题，由于 钼合金基体为脆性材料，铌合金的合金化程度较高使合金变脆，在采用两 个平面进行自身焊接时，常出现焊缝金属脆裂、焊接点少、电极圆周面有 流下金属的凝固物(瘤子)的问题。因难熔金属的比重大，电极在熔炼炉 中处于悬空状态，这些问题会给铸锭的熔炼留下的隐患如下1、 若在电弧熔炼前，电极突然裂开、掉下落到底垫上后倾倒，会使 设备受到很大的冲击、掉下的电极还有可能碰伤紫铜坩埚；2、 若在电弧熔炼过程中掉下，由于掉下的一瞬间电极与坩埚之间会 满足起弧条件，会引起电弧沿铸锭向上爬行300 400mm,大量金属会被电 弧带起，冷却后在已熔炼铸锭上端、绕电极圆周形成凝固的高低不等、高 处薄低处厚的金属墙，溅起的熔化金属落到紫铜坩埚上还会使其出现点状 凹坑。此外，因为电弧熔炼速度快，已熔化金属中的细小气泡不能及时上 浮到铸锭表面，所以在最末一次电弧熔炼时，必须采用补缩工艺使熔融金 属保持熔化状态15~40分钟，等待气泡上浮。没有经过补缩的难熔金属合 金铸锭是无法使用的，这种金属合金必须经过再次提纯才能重新使用。可见，上述两种情况都会给设备和材料带来很大的损失。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种加工工艺简单且焊 接牢固可靠的真空自耗电弧熔炼用电极的焊接方法。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是 一种真空自耗电弧熔 炼用电极的焊接方法，其特征在于该方法的步骤为(1) 按照电极熔化的先后顺序，将对焊的上部电极和下部电极的两 端车成平面；(2) 将上部电极的焊接端朝下并将焊接端车削加工成凸台，所述凸 台中部加工有上部电极心部凸起部，上部电极焊接端外圆周倒有倒角；(3) 将下部电极的焊接端朝上并将焊接端车削加工成凹槽，所述凹 槽中部加工有下部电极心部凸起部，步骤(2)中所述上部电极焊接端倒 角面小于下部电极凹槽的台阶内圆；(4) 将加工好的上部电极置于真空自耗电弧炉内固定，凸台面朝下， 再将下部电极放置于真空自耗电弧炉内的坩埚中并定位，凹槽面朝上，将 引弧料放在下部电极心部凸起部上，封真空自耗电弧炉并抽真空后，将上 部电极、下部电极在真空自耗电弧炉内焊接。步骤(2)中所述倒角的角度0°<01<90°。本专利技术与现有技术相比具有以下优点本专利技术加工工艺简单，上部电 极、下部电极对中效果好，且焊接时，金属液体填充凹槽不会外溢到电极 的圆周面，避免产生焊缝处裂紋、"瘤子"或飞边，从而保证了焊接质量； 焊接接触面积大，不会产生虛焊，电极焊后牢固，能够避免熔炼时电极掉 落。附图说明图1为本专利技术中上部电极1加工后的结构示意图。图2为本专利技术中下部电极2加工后的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述。如图1所示，将上部电极1的焊接端朝下并将焊接端车削加工成凸台 11,所述凸台11中部加工有上部电极心部凸起部12，上部电极1焊接端 外圆周倒有倒角ct。如图2所示，将下部电极2的焊接端朝上并将焊接端车削加工成凹槽21，所述凹槽21中部加工有下部电极心部凸起部22。以①160mm电极焊接为例， 一种难熔金属合金真空自耗电弧熔炼用电 极的焊接方法，其制备过程包括(1) 按照电极熔化的先后顺序，将对焊的上部电极l (上料)和下部 电极2 (下料)的两端车成平面；(2) 将上部电极1的焊接端朝下并将焊接端车削加工成凸台11,所 述凸台11中部加工有上部电极心部凸起部12，上部电极l焊接端外圆周 倒有倒角ot, ct=30°;上部电极心部凸起部12尺寸为①15mm，高度约 15mm;(3) 将下部电极2的焊接端朝上并将焊接端车削加工成凹槽21,所 述凹槽21中部加工有下部电极心部凸起部22,下部电极心部凸起部22尺 寸为①15mm,高度约15mm,下部电极2 (下料)外圆周加工成高约 10mm的台阶，内圆周约为①140mm;步骤(2 )中所述上部电极1焊接 端倒角面小于下部电极凹槽21的台阶内圆，以使上部电极l、下部电极2 能够匹配，焊接时，上部电极心部凸起部12和下部电极心部凸起部22首 先起弧融化，然后，上部电极l、下部电极2部分熔化，融化的合金液体 能够填充下部电极2的凹槽21,避免金属液体外溢；(4) 将加工好的上部电极l置于真空自耗电弧炉内固定，凸台11面 朝下，再将下部电极2放置于真空自耗电弧炉内的坩埚中并定位，凹槽21 面朝上，将引弧料放在下部电极心部凸起部22上，封真空自耗电弧炉并 抽真空后，将上部电极l、下部电极2在真空自耗电弧炉内焊接；所述引 弧料是电弧熔炼开始时放在铸锭托垫上的、与要熔炼的合金成分相同的金 属屑或金属片。上述方法过程中，机加的上部电极心部凸起部12、下部电极心部凸起 部22要在铸锭的中心位置，以使上部电极l、下部电极2的定位准确，焊 接后整体电极的平直度好。权利要求1、，其特征在于该方法的步骤为(1)按照电极熔化的先后顺序，将对焊的上部电极和下部电极的两端车成平面；(2)将上部电极的焊接端朝下并将焊接端车削加工成凸台，所述凸台中部加工有上部电极心部凸起部，上部电极焊接端外圆周倒有倒角；(3)将下部电极的焊接端朝上并将焊接端车削加工成凹槽，所述凹槽中部加工有下部电极心部凸起部，步骤(2)中所述上部电极焊接端倒角面小于下部电极凹槽的台阶内圆；(4)将加工好的上部电极置于真空自耗电弧炉内固定，凸台面朝下，再将下部电极放置于真空自耗电弧炉内的坩埚中并定位，凹槽面朝上，将引弧料放在下部电极心部凸起部上，封真空自耗电弧炉并抽真空后，将上部电极、下部电极在真空自耗电弧炉内焊接。2、 根据权利要求1所述的， 其特征在于步骤(2)中所述倒角的角度0'〈oc〈90'。全文摘要本专利技术公开了，该方法为按照电极熔化的先后顺序，将对焊的上部、下部电极的两端车成平面；将上部电极的焊接端加工成凸台；将下部电极的焊接端加工成凹槽，将加工好的上部电极置于真空自耗电弧炉内固定，凸台面朝下，再将下部电极放置于真空自耗电弧炉内的坩埚中并定位，凹槽面朝上，将引弧料放在下部电极心部凸起部上，封真空自耗电弧炉并抽真空后焊接。本专利技术工艺简单，上部电极、下部电极对中效果好，且焊接时，起弧融化的合金液体填充凹槽不会外溢到电极的圆周面，避免产生焊缝处裂纹、“瘤子”或飞边，从而保证了焊接质量；焊接接触面积大，不会产生虚焊，电极焊后牢固，能够避免熔炼时电极掉落。文档编号B23K9/00GK101214571SQ200710188588公开日2008年7月9日 申请日期2007年12月27日 优先权日2007年12月27日专利技术者夏明星, 张军良, 张廷杰, 李中奎, 涛 殷, 王东辉, 润 白, 欣 郑 申请人:西北有色金属研究院本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种真空自耗电弧熔炼用电极的焊接方法，其特征在于该方法的步骤为：（１）按照电极熔化的先后顺序，将对焊的上部电极和下部电极的两端车成平面；（２）将上部电极的焊接端朝下并将焊接端车削加工成凸台，所述凸台中部加工有上部电极心部凸起 部，上部电极焊接端外圆周倒有倒角；（３）将下部电极的焊接端朝上并将焊接端车削加工成凹槽，所述凹槽中部加工有下部电极心部凸起部，步骤（２）中所述上部电极焊接端倒角面小于下部电极凹槽的台阶内圆；（４）将加工好的上部电极置于真空自 耗电弧炉内固定，凸台面朝下，再将下部电极放置于真空自耗电弧炉内的坩埚中并定位，凹槽面朝上，将引弧料放在下部电极心部凸起部上，封真空自耗电弧炉并抽真空后，将上部电极、下部电极在真空自耗电弧炉内焊接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王东辉，郑欣，李中奎，张军良，张廷杰，白润，夏明星，殷涛，
申请(专利权)人：西北有色金属研究院，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]