一种用于低合金钢熔化极气体保护焊的活性剂及其与焊丝旋转复合的熔化极气体保护焊方法技术

本发明专利技术涉及焊接技术领域，特别是涉及一种用于低合金钢熔化极气体保护焊的活性剂，以及焊丝旋转复合的熔化极气体保护焊方法。本发明专利技术的用于低合金钢熔化极气体保护焊的活性剂，包括以下重量百分比的组分：SiO2：60％～70％，Cr2O3：10％～20％，TiO2：10％～20％。本发明专利技术的焊丝旋转复合的熔化极气体保护焊方法，采用焊丝自转式熔化极焊接装置，在待焊接工件的表面涂覆本发明专利技术的活性剂，通过控制焊丝旋转速度来保证不同熔深和熔宽的匹配。除此之外，本发明专利技术还可以将多层多道焊发展为多层单道焊，从而能够提高焊接效率。

Active agent for low alloy steel melting gas shielded arc welding and melting pole gas welding method thereof

The invention relates to the technical field of welding, in particular to an active agent used for low alloy steel melting pole gas shielded welding, as well as a method for welding arc welding of the welding wire. The present invention relates to an active agent for low alloy steel gas metal arc welding, which comprises the following components: SiO2:60% ~ 70%, Cr2O3:10% ~ 20%, TiO2:10% ~ 20%. The invention of the rotating composite wire MIG welding method, the welding wire pole device rotation type melting, surface active agent on the workpiece to be welded coating of the invention, by controlling the wire rotation speed to ensure the different matching of weld penetration and width. In addition, the invention can also be used for the development of multi-layer multi pass welding into a multi-layer single pass welding so as to improve the welding efficiency.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及焊接
，特别是涉及一种用于低合金钢熔化极气体保护焊的活性剂，以及焊丝旋转复合的熔化极气体保护焊方法
技术介绍
一直以来，世界工业水平的不断发展与焊接技术的不断革新对提高焊接效率、增加焊缝熔深的需求越来越迫切。因此，增加焊缝熔深一直是焊接工作者研究的热点之一。增加焊缝熔深的方法有很多种，分别可以从焊接电源、焊接材料和焊接工艺等方面来考虑。近年来，从焊接工艺方面着手提高焊接效率的活性焊接方法备受焊接工作者的青睐，目前活性焊接的重点集中在活性钨极惰性气体保护焊(A-TIG)上。对于6_的不锈钢板，普通TIG焊单道焊一次焊接的熔深最多可达到3_，而A-TIG焊能够一次焊透，对焊接效率的提高非常明显。活性焊技术A-TIG是在施焊板材的表面涂上一层很薄的活性剂，引起焊接电弧收缩或熔池液态流动方式发生变化，可使熔深比常规焊接增加一到二倍。众所周知，熔化极气体保护焊(MIG)比钨极惰性气体保护焊(TIG)具有更高的焊接效率，如果能将活性剂应用在熔化极气体保护焊(MIG)上并发展出一种新的增加熔深的焊接方法，那么焊接效率和焊接熔深可以得到显著提高。目前人们提出了针对低碳钢、不锈钢、钛合金、铝合金、镁合金等焊接的活性剂配方，但是还没有针对低合金钢的活性剂配方。虽然熔化极气体保护焊(MIG)技术能够显著提高焊接效率和增加焊接熔深，但是同时也暴露了另外一个问题——焊缝熔宽减小。这样的话，在大间隙焊接中容易产生侧壁未融合。本申请人前期提交的申请号为201210425201.7中国专利申请:一种焊丝自转式熔化极焊接方法及装置，该装置的设计制作是为了提出一种新的低热输入的冷焊方法，在实际试验过程中发现，焊丝旋转速度越快，焊缝熔深越小、熔宽越大。如果采用该装置来增加熔宽，同时配合使用活性剂增加熔深，那么熔深和熔宽便可保证同时达到要求。
技术实现思路
为了解决现有技术中熔深和熔宽难以同时保证的问题，本专利技术的第一个目的是提出一种用于低合金钢熔化极气体保护焊的活性剂。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是:一种用于低合金钢熔化极气体保护焊的活性剂，包括以下重量百分比的组分=SiO2:60% 70%，Cr2O3:10% 20%, TiO2:10% 20%。所述Si02、Cr2O3和TiO2粉末的颗粒度均为50 90 y m ;纯度均为95% 99%。本专利技术的第二个目的是提供一种焊丝旋转复合的熔化极气体保护焊方法，通过控制焊丝旋转速度来保证不同熔深和熔宽的匹配，实现增加熔深的同时，增加熔宽。本专利技术采用的第二种技术方案是:一种焊丝旋转复合的熔化极气体保护焊方法，采用焊丝自转式熔化极焊接装置，包括以下步骤:1、配制适用于低合金钢熔化极气体保护焊接用的活性剂:采用SiO2、Cr2O3和TiO2粉末，其颗粒度均为50 90 μ m、纯度均为95% 99%，按一定比例配比后，混合均匀制备成低合金钢熔化极气体保护焊接用活性剂，其成分按重量百分比配比为SiO2:60% 70%，Cr2O3:10% 20%，TiO2:10% 20%。；2、将步骤I制备好的活性剂与丙酮混合，搅拌成糊状后涂覆在待焊接工件表面，涂覆宽度比焊缝宽度大20 50mm，涂覆量为5 7mg/cm2 ；3、将已经涂敷活性剂的待焊接工件放于自动行走装置上，并调整待焊接工件表面位置，使其位于焊枪正下方；4、在焊丝自转式熔化极焊接装置上设置合适的焊接参数和焊丝转速；进行焊接。本专利技术的用于低合金钢熔化极气体保护焊的活性剂及其与焊丝旋转复合的熔化极气体保护焊方法，通过控制焊丝旋转速度来保证不同熔深和熔宽的匹配。除此之外，本专利技术还可以将多层多道焊发展为多层单道焊，从而能够提高焊接效率。附图说明图1为本专利技术的用于低合金钢熔化极气体保护焊的活性剂增加熔深的原理示意图。图中，L1:在外围低温电弧作用下未熔化的活性剂；L2:覆盖在熔池外围区域的液态活性剂；L3:中心高温电弧区(也即阴极斑点发生区，此区域活性剂蒸发)；L4:即将成为熔渣的液态活性剂层。具体实施例方式实施例1本实施例的用于低合金钢熔化极气体保护焊的活性剂，包括以下重量百分比的组分:Si0260% ；Cr20320% ;Ti0220%。所述Si02、Cr2O3和TiO2粉末的颗粒度均为50 90 μ m ;纯度均为98%。实施例2本实施例的用于低合金钢熔化极气体保护焊的活性剂，包括以下重量百分比的组分:Si0270% ；Cr2O312% ；Ti0218%o所述Si02、Cr2O3和TiO2粉末的颗粒度均为50 90 μ m ;纯度均为98%。本专利技术的用于低合金钢熔化极气体保护焊的活性剂能够显著增加熔深，如图1所示，在活性焊接过程中，电弧前端的活性剂首先被外围低温电弧熔化，只有电弧中心下方的活性剂才会被中心高温电弧蒸发至电弧空间中。因为液态活性剂的密度都小于液态铝合金，且液态活性剂都不与熔池发生作用，所以熔化后的液态活性剂漂浮在液态熔池表面外围L1、L4区域。与熔融金属相比，活性剂材料的导电率都比较低，沸点较高，熔池表面只有在L3中心高温区才存在熔池金属和活性剂的蒸发，形成阴极斑点，而被液态活性剂覆盖的L2、L4区域没有阴极斑点形成。总之，由于活性剂的存在，减小了阴极斑点发生区域的面积，从而使得根部电弧收缩，焊接熔深增加。实施例3采用实施例1的活性剂进行低合金钢熔化极气体保护焊试验，本试验选择低合金钢的板材尺寸为400X 75X6 (mm)，试验参数见表I。表I焊接参数权利要求1.一种用于低合金钢熔化极气体保护焊的活性剂，其特征在于:包括以下重量百分比的组分:Si02: 60% 70%，Cr2O3:10% 20%，TiO2:10% 20%。2.根据权利要求1所述的用于低合金钢熔化极气体保护焊的活性剂，其特征在于:所述Si02、Cr2O3和TiO2粉末的颗粒度均为50 90 μ m ;纯度均为95% 99%。3.一种焊丝旋转复合的熔化极气体保护焊方法，采用焊丝自转式熔化极焊接装置，包括以下步骤: (1)、配制适用于低合金钢熔化极气体保护焊接用的活性剂:采用SiO2Xr2O3和TiO2粉末，其颗粒度均为50 90 μ m、纯度均为95% 99%，按一定比例配比后，混合均匀制备成低合金钢熔化极气体保护焊接用活性剂，其成分按重量百分比配比为SiO2:60% 70%，Cr2O3:15%~ 20%, TiO2:15%~ 20%。； (2)、将步骤I制备好的活性剂与丙酮混合，搅拌成糊状后涂覆在待焊接工件表面，涂覆宽度比焊缝宽度大20 50mm，涂覆量为5 7mg/cm2 ； (3)、将已经涂敷活性剂的待焊接工件放于自动行走装置上，并调整试待焊接工件表面位置，使其位于焊枪正下方； (4)、在焊丝自转式熔化极焊接装置上设置合适的焊接参数和焊丝转速；进行焊接。全文摘要本专利技术涉及焊接
，特别是涉及一种用于低合金钢熔化极气体保护焊的活性剂，以及焊丝旋转复合的熔化极气体保护焊方法。本专利技术的用于低合金钢熔化极气体保护焊的活性剂，包括以下重量百分比的组分SiO260％～70％，Cr2O310％～20％，TiO210％～20％。本专利技术的焊丝旋转复合的熔化极气体保护焊方法，采用焊丝自转式熔化极焊接装置，在待焊接工件的表面涂覆本专利技术的活性剂，通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于低合金钢熔化极气体保护焊的活性剂，其特征在于：包括以下重量百分比的组分：SiO2：60％～70％，Cr2O3：10％～20％，TiO2：10％～20％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张洪涛，吴辉，刘积厚，韩超，冯吉才，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学威海，
类型：发明
国别省市：