一種深熔TIG焊的專用焊接活性劑及使用方法技術

本發明專利技術公開了一種深熔TIG焊的專用焊接活性劑，該焊接活性劑由以下質量百分比組分組成：NaCl粉末5～15%、CaO粉末10～20%、MgF2粉末15～20%、Fe2O3粉末10～15%、SiO2粉末7～10%、TiO2粉末8～10%、Cr2O3粉末17～20%、La2O3粉末4～5%和Y2O3粉末4～5%。該活性劑使用方法是按質量百分比計算，將92～95%的深熔TIG焊的專用焊接活性劑粉末與5～8%的丙酮混合成糊狀或膏狀焊接活性劑，用毛刷將焊接活性劑均勻涂敷在工件表面，待丙酮完全揮發后進行焊接。采用本發明專利技術的焊接活性劑使深熔TIG焊實現了14mm厚的AISI316奧氏體不銹鋼和X70管線鋼的完全焊透，焊接工藝得到簡化，避免組織粗大，提高了焊接接頭的力學性能，提高了生產效率，降低了生產成本。

【技術實現步驟摘要】
一種深熔TIG焊的專用焊接活性劑及使用方法
本專利技術涉及一種焊接活性劑及使用方法，特別涉及一種深熔TIG焊的專用焊接活性劑及使用方法，屬于焊接

技術介紹
深熔TIG焊在傳統TIG焊接的基礎上通過大電流（>300A）形成的較大電弧壓力與熔池液態金屬的表面張力實現相對平衡，形成小孔而實現深熔焊接。它可以實現12mm厚不銹鋼材料的單面焊雙面成型，焊接過程穩定，波紋細膩，成型美觀，是真正的高速、高效、低成本的焊接方法，是對傳統TIG焊的革新。深熔TIG焊是一種小孔焊接方法，其與小孔等離子焊在焊接過程中形成小孔的原理有本質區別，等離子焊接需要壓縮電弧，焊接能量密度很高，而K-TIG焊接法形成的小孔是“自然”形成的，電弧不經過壓縮，主要是靠大電流形成的電弧力與表面張力平衡形成小孔而焊接。深熔TIG焊焊接時，基材在高溫電弧的作用下迅速被加熱，表面溫度在極短時間內升高到沸點，金屬熔化或汽化。金屬汽化時，產生的金屬蒸汽以一定的速度離開熔池，金屬蒸汽的逸出對熔化的液態金屬產生一個反作用力，與電弧壓力共同作用，使熔池金屬表面向下凹陷，產生一個小凹坑，熔化的金屬被擠向熔池四周。這個過程繼續進行下去，便在液態金屬中形成一個小孔。雖然深熔TIG焊已經能夠焊接較厚的板材，但目前在焊接厚度為14mm及以上的碳鋼和不銹鋼板材時，仍存在較大的困難。A-TIG焊是在TIG焊基礎上在焊件表面涂敷一層活性劑，最終獲得較大熔深的一種新型焊接技術。與傳統的TIG焊相比，在相同焊接參數條件下，A-TIG焊可以大幅度增加焊縫熔深（最大可達300%），簡化焊接工藝，提高生產率，降低生產成本，具有廣泛的應用前景。所以通過活性劑的篩選和配比，采用添加活性劑的深熔TIG焊將14mm甚至更厚的不銹鋼及X70管線鋼一次性焊透，并保證焊接質量；不僅可以節約大量的能源消耗，而且還可以節省大量的焊接材料，從而降低制造成本。
技術實現思路
本專利技術的目的是，提供一種深熔TIG焊專用的焊接活性劑及使用方法，通過使用該活性劑可以實現14mm厚的不銹鋼及X70管線鋼的良好焊接。本專利技術的技術方案是這樣的，深熔TIG焊的專用焊接活性劑，該焊接活性劑由以下質量百分比組分組成：NaCl粉末5～15%、CaO粉末10～20%、MgF2粉末15～20%、Fe2O3粉末10～15%、SiO2粉末7～10%、TiO2粉末8～10%、Cr2O3粉末17～20%、La2O3粉末4～5%和Y2O3粉末4～5%。作為優選的方案，深熔TIG焊的專用焊接活性劑由以下質量百分比組分組成：NaCl粉末15%、CaO粉末20%、MgF2粉末15%、Fe2O3粉末10%、SiO2粉末7%、TiO2粉末8%、Cr2O3粉末17%、La2O3粉末4%和Y2O3粉末4%。另一個優選的方案，深熔TIG焊的專用焊接活性劑由以下質量百分比組分組成：NaCl粉末10%、CaO粉末15%、MgF2粉末17%、Fe2O3粉末14%、SiO2粉末8%、TiO2粉末9%、Cr2O3粉末18%、La2O3粉末4.5%和Y2O3粉末4.5%。又一個優選的方案，深熔TIG焊的專用焊接活性劑由以下質量百分比組分組成：NaCl粉末5%、CaO粉末10%、MgF2粉末20%、Fe2O3粉末15%、SiO2粉末10%、TiO2粉末10%、Cr2O3粉末20%、La2O3粉末5%和Y2O3粉末5%。優選的，各組成成分原料粉末粒度100～300目。深熔TIG焊的專用焊接活性劑的使用方法，包括步驟為：按質量百分比計算，將92～95%的深熔TIG焊的專用焊接活性劑粉末與5～8%的丙酮混合成糊狀或膏狀焊接活性劑，用毛刷將焊接活性劑均勻涂敷在工件表面，待丙酮完全揮發后進行焊接。優選的，涂覆焊接活性劑前，用機械方法對工件進行打磨直至出現金屬光澤，然后采用無水乙醇清理工件表面。優選的，所述焊接活性劑涂覆在工件表面形成的涂覆層厚度為0.3mm。本專利技術的有益效果是：（1）采用本專利技術的焊接活性劑使深熔TIG焊實現了14mm厚的AISI316奧氏體不銹鋼和X70管線鋼的完全焊透，焊接工藝得到簡化，提高了生產效率，降低了生產成本，具有較高的應用價值。（2）采用本專利技術的焊接活性劑進行深熔TIG焊接可以有效降低實現熔透所需要的焊接電流，節約了能源消耗，同時一定程度上減小了熱輸入，避免組織粗大。（3）采用本專利技術的焊接活性劑進行深熔TIG焊接在保證較大熔深的基礎上，提高了焊接接頭的力學性能。附圖說明圖1為AISI316不銹鋼未采用專用活性劑進行深熔TIG焊焊縫形貌；圖2為AISI316不銹鋼采用專用活性劑進行深熔TIG焊焊縫形貌；圖3為AISI316不銹鋼未采用專用活性劑進行深熔TIG焊焊縫組織；圖4為AISI316不銹鋼采用專用活性劑進行深熔TIG焊焊縫組織；圖5為AISI316不銹鋼未采用專用活性劑進行深熔TIG焊與專用活性劑進行深熔TIG焊焊縫硬度曲線圖。具體實施方式下面結合附圖及實施例對本專利技術技術方案及其有益效果作進一步說明。以下各實施例中深熔TIG焊的專用焊接活性劑所需的各原料組分的詳細信息，如表1所示。表1各原料組分說明實施例1（1）基材前處理：基材采用AISI316不銹鋼（其化學成分如表2所示），焊前需要用機械方法進行打磨直至板材出現金屬光澤，然后采用無水乙醇清理表面的油脂等污物，尤其是在焊接接頭兩側各50mm的范圍內一定要保證焊件表面的潔凈。一般情況下，焊件清洗完畢后必須及時使用，以避免沾染油污對焊接質量的影響，否則需要重新進行清洗。表2AISI316化學成分（質量分數%）（2）配制活性劑粉末：按質量百分比含量，NaCl粉末15%、CaO粉末20%、MgF2粉末15%、Fe2O3粉末10%、SiO2粉末7%、TiO2粉末8%、Cr2O3粉末17%、La2O3粉末4%和Y2O3粉末4%，采用電子稱稱取各種粉末，在研缽中研磨半小時使其混合均勻，然后用篩子選取100～300目的粉末。（3）涂敷粉末：按質量百分比，將92%的由步驟（2）得到的活性劑粉末與8%的丙酮混合成糊狀或膏狀活性劑后，采用毛刷將活性劑均勻的涂敷在120mm×250mm×14mm工件表面；涂敷厚度以剛好掩蓋工件表面的金屬光澤為宜，一般控制在0.3mm，待丙酮完全揮發后進行焊接。（4）焊接過程：試驗采用直流深熔TIG焊機進行對接焊。焊接過程中采用直流正接的方式，焊槍保持不動工件沿縱向移動完成焊接過程。實驗優化的焊接工藝參數為焊接電流為650A，焊接速度為250mm/min，電弧長度3mm，鎢極直徑8.0mm，鎢極角度為80°，氬氣流量20L/min。采用優化參數實現了完全熔透的良好焊接。實施例2（1）基材前處理：基材采用AISI316不銹鋼（其化學成分如表2所示），焊前需要用機械方法進行打磨直至板材出現金屬光澤，然后采用無水乙醇清理表面的油脂等污物，尤其是在焊接接頭兩側各50mm的范圍內一定要保證焊件表面的潔凈。一般情況下，焊件清洗完畢后必須及時使用，以避免沾染油污對焊接質量的影響，否則需要重新進行清洗。（2）配制活性劑粉末：按質量百分比含量，NaCl粉末10%、CaO粉末15%、MgF2粉末17%、Fe2O3粉末14%、SiO2粉末8%、TiO2粉末9%、Cr2O3粉末18%、La本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種深熔TIG焊的專用焊接活性劑，其特征在于，由以下質量百分比組分組成：NaCl粉末5～15%、CaO粉末10～20%、MgF2粉末15～20%、Fe2O3粉末10～15%、SiO2粉末7～10%、TiO2粉末8～10%、Cr2O3粉末17～20%、La2O3粉末4～5%和Y2O3粉末4～5%。

【技術特征摘要】
1.一種深熔TIG焊的專用焊接活性劑的使用方法，其特征在于，包括步驟為：按質量百分比計算，將92～95％的深熔TIG焊的專用焊接活性劑粉末與5～8％的丙酮混合成糊狀或膏狀焊接活性劑，用毛刷將焊接活性劑均勻涂敷在工件表面，待丙酮完全揮發后進行焊接；所述深熔TIG焊的專用焊接活性劑，由以下質量百分比組分組成：NaCl粉末5～15％、CaO粉末10～20％、MgF2粉末15～20％、Fe2O3粉末10～15％、SiO2粉末7～10％、TiO2粉末8～10％、Cr2O3粉末17～20％、La2O3粉末4～5％和Y2O3粉末4～5％。2.根據權利要求1所述的深熔TIG焊的專用焊接活性劑的使用方法，其特征在于，涂覆焊接活性劑前，用機械方法對工件進行打磨直至出現金屬光澤，然后采用無水乙醇清理工件表面。3.根據權利要求1所述的深熔TIG焊的專用焊接活性劑的使用方法，其特征在于，所述焊接活性劑涂覆在工件表面形成的涂覆層厚度為0.3mm。4.根據權利要求1所述的深熔TIG焊的專用焊接活性劑的使用方法，其特...

【專利技術屬性】
技術研發人員：羅震，侯賢忠，
申請(專利權)人：張家港華寶機械制造有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32