CN110026660A - 一种均衡磁场控制的拉弧螺柱焊工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种均衡磁场控制的拉弧螺柱焊工艺，包括以下步骤：S1：将镀锌管表面清理洁净；S2：将螺柱垂直接触到镀锌管焊接表面；S3：打开焊接保护气体，焊接保护气体为氩气和二氧化碳的混合气体，且混合气体中氩气和二氧化碳的体积比为41/9；S4：提升螺柱，使螺柱与镀锌管焊接表面之间产生预焊接电弧；S5：电弧引燃稳定后，进行大电流焊接；在步骤S4和S5中，焊枪的线圈通过225毫安的电流，电流的方向沿着螺柱的轴向设置，从而形成一个以螺柱轴线为轴进行旋转的磁场。本发明提供的一种均衡磁场控制的拉弧螺柱焊工艺，在镀锌管上焊接螺柱时，避免出现大飞溅、成型偏弧、电弧周围锌层过渡烧损等问题。

Description

一种均衡磁场控制的拉弧螺柱焊工艺
技术领域
本发明涉及一种拉弧螺柱焊工艺技术领域，特别是一种均衡磁场控制的拉弧螺柱焊工艺。
背景技术
镀锌管由于制造成本较低和防护性能较好，在日常的工业品和民用品中有着广泛的使用；镀锌管一般是在低碳钢外镀一层锌，镀锌层一般在20微米厚。由于锌的熔点在419℃、沸点在908℃左右，因此在焊接中，锌会熔化成液体浮在熔池表面或在焊缝根部位置；又由于锌在铁中具有较大的固溶度，锌液体会沿晶界深入浸蚀焊缝金属，低熔点锌形成“液体金属脆化”；同时，锌与铁可形成金属间脆性化合物，这些脆性相使焊缝金属塑性降低，在拉应力作用下而产生裂纹。
此外，在电弧热作用下，锌会产生氧化、熔化、蒸发以至挥发出白色烟尘和蒸汽，极易引起焊缝气孔。由于氧化而形成的ZnO，其熔点较高，约1800℃以上，若在焊接过程中参数偏小，将引起ZnO夹渣；同时，由于Zn成为脱氧剂，会产生FeO-MnO或FeO-MnO-SiO2低熔点氧化物夹渣。而且锌在气化的过程中，会影响电弧的稳定性，极易产生焊接飞溅，导致焊缝成型不均等外观问题。
均衡磁场的螺柱焊技术是在普通的拉弧螺柱焊工艺基础上发展出来的，是在焊接电弧的周围增加一个可控的电磁场，让电弧能量更加集中，挺度更强，可控的高能量在瞬间将表面镀铜碳钢螺柱的端面和管材表面熔化，经锻压后形成美观的焊缝。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种均衡磁场控制的拉弧螺柱焊工艺，在镀锌管上焊接螺柱时，避免出现大飞溅、成型偏弧、电弧周围锌层过渡烧损等问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种均衡磁场控制的拉弧螺柱焊工艺，包括以下步骤：
S1：将镀锌管表面清理洁净；
S2：将螺柱垂直接触到镀锌管焊接表面；
S3：打开焊接保护气体，焊接保护气体为氩气和二氧化碳的混合气体，且混合气体中氩气和二氧化碳的体积比为41/9；
S4：提升螺柱，使螺柱与镀锌管焊接表面之间产生预焊接电弧；
S5：电弧引燃稳定后，进行大电流焊接；
在步骤S4和S5中，焊枪的线圈通过225毫安的电流，电流的方向沿着螺柱的轴向设置，从而形成一个以螺柱轴线为轴进行旋转的磁场。
作为上述技术方案的进一步改进，在步骤S1中，使用工业酒精或丙酮擦拭镀锌管表面，以去除油污。
作为上述技术方案的进一步改进，在步骤S3中，焊接保护气体的气体流量为10L/min。
作为上述技术方案的进一步改进，在步骤S4中，预引弧电流为160安，预引弧时间为100毫秒。
作为上述技术方案的进一步改进，在步骤S5中，焊接电流为1200安，焊接时间为63毫秒，螺柱与镀锌管焊接表面之间的提升高度为1.0毫米。
作为上述技术方案的进一步改进，螺柱伸出量为1.1毫米。
作为上述技术方案的进一步改进，在步骤S3中，焊接保护气体的持续时间为1000毫秒。
与现有技术相比较，本发明的有益效果是：
本发明所提供的一种均衡磁场控制的拉弧螺柱焊工艺，焊接效果较好，螺柱焊后熔深达0.5毫米以上，最大螺柱直径可达20毫米，使用特定配比的氩气和二氧化碳混合气体作为保护介质，无需陶瓷环强迫成型，可以减少使用陶瓷环对环境带来的污染。
本发明所提供的一种均衡磁场控制的拉弧螺柱焊工艺，在镀锌管上焊接通孔不锈钢螺母、高强度钢螺柱、低碳钢螺柱、铝合金螺柱时，亦有相同的效果。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1和图2是本发明所述的一种均衡磁场控制的拉弧螺柱焊工艺的磁场分布示意图；
图中：B为旋转磁场方向；BQ为可用的旋转磁场分量；BS为不可用的旋转磁场分量；IS为电流方向；F为电弧旋转轨迹。
具体实施方式
本实施例所提供的一种均衡磁场控制的拉弧螺柱焊工艺，包括以下步骤：
S1：将镀锌管表面清理洁净；
具体地，使用工业酒精或丙酮擦拭镀锌管表面，以去除油污。
S2：将螺柱垂直接触到镀锌管焊接表面。
S3：打开焊接保护气体，焊接保护气体为氩气和二氧化碳的混合气体，且混合气体中氩气和二氧化碳的体积比为41/9；
具体地，焊接保护气体的气体流量为10L/min，焊接保护气体的持续时间为1000毫秒。
S4：提升螺柱，使螺柱与镀锌管焊接表面之间产生预焊接电弧；
具体地，预引弧电流为160安，预引弧时间为100毫秒。
S5：电弧引燃稳定后，进行大电流焊接；
具体地，焊接电流为1200安，焊接时间为63毫秒，螺柱与镀锌管焊接表面之间的提升高度为1.0毫米。
在步骤S4和S5中，焊枪的线圈通过225毫安的电流，电流的方向沿着螺柱的轴向设置，从而形成一个以螺柱轴线为轴进行旋转的磁场。具体地，螺柱伸出量为1.1毫米。
如图1和图2所示，与直径方向相同的磁场(BQ方向)为可用的部分，这部分磁场带动电弧高速旋转起来，此过程电弧能量高度集中、挺度增强，管材表面的镀锌层被高温快速气化逸出，螺柱端面随着电弧的旋转，所有部位均熔化，熔滴在旋转电弧中均衡地过渡到管材表面，无大颗粒的飞溅产生，高挺度的旋转电弧还有效减少因产品结构和焊接位置不对称所带来的焊接磁场不均而产生的偏弧问题，M16以下的螺柱可以实现气体保护全位置焊；当焊枪提升的时间完成后，螺柱被快速锻压到管材表面，形成稳定、均匀的焊缝。
由于焊接能量高度集中，电弧内部的锌及其氧化物被高温分解，无法形成影响焊缝质量的杂质，同时电弧***的锌层没有被烧损，因此不会破坏焊接热影响区的表面防护效果。
以上对本发明的较佳实施方式进行了具体地说明，当然，本发明还可以采用与上述实施方式不同的形式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下所作的等同的变换或相应的改动，都应该属于本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种均衡磁场控制的拉弧螺柱焊工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将镀锌管表面清理洁净；
S2：将螺柱垂直接触到镀锌管焊接表面；
S3：打开焊接保护气体，焊接保护气体为氩气和二氧化碳的混合气体，且混合气体中氩气和二氧化碳的体积比为41/9；
S4：提升螺柱，使螺柱与镀锌管焊接表面之间产生预焊接电弧；
S5：电弧引燃稳定后，进行大电流焊接；
在步骤S4和S5中，焊枪的线圈通过225毫安的电流，电流的方向沿着螺柱的轴向设置，从而形成一个以螺柱轴线为轴进行旋转的磁场。
2.根据权利要求1所述的一种均衡磁场控制的拉弧螺柱焊工艺，其特征在于，在步骤S1中，使用工业酒精或丙酮擦拭镀锌管表面，以去除油污。
3.根据权利要求1所述的一种均衡磁场控制的拉弧螺柱焊工艺，其特征在于，在步骤S3中，焊接保护气体的气体流量为10 L/min。
4.根据权利要求3所述的一种均衡磁场控制的拉弧螺柱焊工艺，其特征在于，在步骤S4中，预引弧电流为160安，预引弧时间为100毫秒。
5.根据权利要求4所述的一种均衡磁场控制的拉弧螺柱焊工艺，其特征在于，在步骤S5中，焊接电流为1200安，焊接时间为63毫秒，螺柱与镀锌管焊接表面之间的提升高度为1.0毫米。
6.根据权利要求5所述的一种均衡磁场控制的拉弧螺柱焊工艺，其特征在于，螺柱伸出量为1.1毫米。
7.根据权利要求5所述的一种均衡磁场控制的拉弧螺柱焊工艺，其特征在于，在步骤S3中，焊接保护气体的持续时间为1000毫秒。
8.根据权利要求2所述的一种均衡磁场控制的拉弧螺柱焊工艺，其特征在于：所述。
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