CN102825363A - 手工氩弧焊辅助自蔓延堆焊金属陶瓷随焊锤击加压方法 - Google Patents

手工氩弧焊辅助自蔓延堆焊金属陶瓷随焊锤击加压方法 Download PDF

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陈威
陈大智
谭佃龙
朱丹
高一翔
杜保达
郭永年
张保国
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Abstract

本发明涉及一种手工氩弧焊辅助自蔓延堆焊金属陶瓷随焊锤击加压方法，所述方法包括以下工艺步骤：一、清理金属基体表面；二、焊前预热；三、堆焊：在金属基体表面用自蔓延金属陶瓷焊条逐层进行堆焊，堆焊工艺参数为：采用直流电流，电压V：120-160V；电流I：200A，氩气保护，金属陶瓷焊条直径φ5mm，上下连续堆焊3-5层，四、边堆焊边加压在堆焊完一层，TiCFe金属陶瓷焊条的焊头刚刚离开金属基体时，立即用平头小锤锤击堆焊部位，即对堆焊层进行加压，加压方式为：沿堆焊层的轮廓由周边向中心进行，五、焊后处理：堆焊结束后，立即将工件放入事前准备好的热砂子中缓冷。

Description

手工氩弧焊辅助自蔓延堆焊金属陶瓷随焊锤击加压方法
技术领域
本发明涉及一种陶瓷与金属手工压力堆焊工艺，属于堆焊技术领域。
背景技术
近20年来，世界各国对工程陶瓷的研究与生产应用进步很快。目前，金属基或陶瓷基复合材料的生产普遍存在着成本高、能耗大、规模生产困难等问题。对于形状复杂的构件和大型构件（如航空发动机燃烧室、涡轮叶片等）来说，采用金属/陶瓷复合材料来制造已经成为一种不可逆转的趋势。金属陶瓷的堆焊修复正顺应时代发展蓬勃兴起，陶瓷材料与绝大多数金属的线膨胀系数相差较大，通过堆焊连接陶瓷与金属时，堆焊层的致密性较低，会产生残余应力，而残余拉应力易使堆焊层产生裂纹，削弱了其力学性能。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种提高堆焊层的致密性的手工氩弧焊辅助自蔓延堆焊金属陶瓷随焊锤击加压方法。
本发明的目的是这样实现的：一种手工氩弧焊辅助自蔓延堆焊金属陶瓷随焊锤击加压方法，所述方法包括以下工艺步骤：
步骤一、清理金属基体表面
金属基体材料为钢，焊前对金属基体表面进行粗加工，除去裂纹，砂眼和油锈。
步骤二、焊前预热
用氧—乙炔火焰对金属基体进行90～200℃低温预热。 
步骤三、堆焊
在金属基体表面用自蔓延金属陶瓷焊条逐层进行堆焊，堆焊工艺参数为：采用直流电流，电压V：120-160V；电流I：200A，氩气保护，金属陶瓷焊条直径φ5mm，上下连续堆焊3-5层。
步骤四、边堆焊边加压
在堆焊完一层，TiCFe金属陶瓷焊条的焊头刚刚离开金属基体时，立即用平头小锤锤击堆焊部位，即对堆焊层进行加压，加压方式为：沿堆焊层的轮廓由周边向中心进行。
步骤五、焊后处理
堆焊结束后，立即将工件放入事前准备好的热砂子中缓冷。
步骤六、磨削加工
如果对表面粗糙度有要求，可用金刚石砂轮对堆焊的金属陶瓷涂层表面磨削加工。
本发明的有益效果是：
堆焊过程中实施随焊加压，使堆焊层的致密性得到大大提高，堆焊层裂纹、气孔明显减少，堆焊层残余应力大幅降低。且过程易于掌握，便于操控。 
具体实施方式
本发明涉及的手工氩弧焊辅助自蔓延堆焊金属陶瓷随焊锤击加压方法，所述方法包括以下工艺步骤：
步骤一、清理金属基体表面
金属基体材料为钢。焊前对金属基体表面进行粗加工，除去裂纹，砂眼，油锈等。
步骤二、焊前预热
为保证金属基体材料焊接性良好，用氧—乙炔火焰对金属基体进行90～200℃低温，预热时间视工件大小而定，以热透为准。
步骤三、堆焊
调整好焊接工艺参数后进行施焊，用自蔓延金属陶瓷焊条（在堆焊过程中，焊条本身可产生自蔓延反应）在金属基体表面逐层进行堆焊。堆焊工艺参数为：采用直流电流，电压V：120-160V；电流I：200A，氩气保护。金属陶瓷焊条直径φ5mm。焊机选WSE315水冷把手工钨极氩弧焊机（TIG）。堆焊应尽量采用小规范，短弧焊，以减少熔深和合金元素的烧损。堆焊工件应保持水平位置，尽量做到堆焊过程不中断，连续堆焊3-5层。
步骤四、边堆焊边加压
在堆焊完一层，焊头刚刚离开金属基体时，立即用平头小锤锤击堆焊部位，即对堆焊层进行加压。加压方式为：沿堆焊层的轮廓由周边向中心进行。
注意：焊接过程中把握好随焊加压时机，即在金属陶瓷焊条的焊头离开金属基体表面的瞬间，立即用平头小锤锤击堆焊部位，对堆焊层进行锤击加压，不要等到焊层变红时进行，这时堆焊层已经冷却，加压已经起不到应有的效果。在焊接过程中选择好加压时机至关重要。手工焊灵活，便于操作，能很好的把握加压时机，在手工焊金属陶瓷焊条离开基体时，此时堆焊区域白亮，立即进行加压。在堆焊时，一层焊接量不要太大，在堆焊另一层时，就可以将原来可能加压效果不明显的地方再次加压。
步骤五、焊后处理
堆焊结束后，立即将工件放入事前准备好的热砂子中缓冷。
步骤六、磨削加工
堆焊的金属陶瓷涂层表面粗糙，可根据需要进行磨削加工。由于金属陶瓷堆焊涂层硬度高，应选金刚石砂轮磨削。

Claims (1)

1.一种手工氩弧焊辅助自蔓延堆焊金属陶瓷随焊锤击加压方法，其特征在于：所述方法包括以下工艺步骤：
步骤一、清理金属基体表面
金属基体材料为钢，焊前对金属基体表面进行粗加工，除去裂纹，砂眼和油锈，
步骤二、焊前预热
用氧—乙炔火焰对金属基体进行90～200℃低温预热， 
步骤三、堆焊
在金属基体表面用自蔓延金属陶瓷焊条逐层进行堆焊，堆焊工艺参数为：采用直流电流，电压V：120-160V；电流I：200A，氩气保护，金属陶瓷焊条直径φ5mm，上下连续堆焊3-5层，
步骤四、边堆焊边加压
在堆焊完一层，TiCFe金属陶瓷焊条的焊头刚刚离开金属基体时，立即用平头小锤锤击堆焊部位，即对堆焊层进行加压，加压方式为：沿堆焊层的轮廓由周边向中心进行，
步骤五、焊后处理
堆焊结束后，立即将工件放入事前准备好的热砂子中缓冷，
步骤六、磨削加工
如果对表面粗糙度有要求，可用金刚石砂轮对堆焊的金属陶瓷涂层表面磨削加工。
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