[发明专利]中大直径螺柱焊专用稳弧剂及焊接方法

说明书

本发明公开了一种中大直径螺柱焊专用稳弧剂及焊接方法,该方法包括以下步骤：步骤1、配制专用稳弧剂；步骤2、将专用稳弧剂包裹在铝箔内，并制成环状；步骤3、加工螺柱，螺柱锥角为150°；步骤4、机械打磨螺柱及母材表面；步骤5、用丙酮清洗母材及螺柱表面，快速吹干；步骤6、将做好的专用稳弧剂环置于与螺柱匹配的陶瓷环底部，并将陶瓷环套在螺柱上；步骤7、夹取螺柱，将母材水平放置，将套有陶瓷圈的螺柱的锥形端向下，垂直母材，使螺柱对母材施以一定的压力；步骤8、提升螺柱，拉弧，完成焊接。该专用稳弧剂及方法可实现稳定电弧、减少焊接过程中的飞溅现象；可消除和减少焊接缺陷，可焊接结构复杂且结构拘束度高的大型构件。

技术领域

本发明涉及一种中碳调质钢及难焊结构基体上焊接钢螺柱的焊接技术，具体为中大直径螺柱焊专用稳弧剂及焊接方法。

背景技术

电弧螺柱焊是一种将螺状或者柱状的金属焊接在金属板材表面的焊接方法。其基本原理是在待焊螺柱与工件间引弧，在工件上形成熔池，当螺柱与工件被加热到合适温度时，将螺柱送入熔池形成焊接接头，其本质是与熔焊原理相同的焊接方法。螺柱焊作为一种熔焊方法相比较于传统的螺柱加工，具有效率高和节约材料的特点、并且由于不需要在板件表面开孔，可用于对密封性要求比较高的设备当中。基于以上特性，螺柱焊在桥梁建筑，重型机械加工和大型压力容器行业具有巨大的发展前景。

对于大直径螺柱螺柱焊，由于螺柱焊本质是熔焊一种焊接方法，所以对于传统螺柱焊接难题也出现在大直径螺柱螺柱焊当中。由于螺柱焊采用的放电方式为电容储能式放电，且中大直径螺柱的焊接面积较大，电弧很难同时燃烧、融化整个螺柱底面，所以实际的大直径螺柱焊接当中也出现了在传统熔焊中所没有出现的焊接问题。现在在实际使用螺柱焊过程当中主要出现的焊接问题为：1、对于中大直径的螺柱，焊接过程当中会出现明显的电弧燃烧不稳定现象，不能够完全的燃烧螺柱端面，造成螺柱熔化不均匀，焊接熔池形成不均匀，熔池凝固以后形成焊缝未焊合、未焊透等现象，严重影响焊接接头的静态力学性能同时造成焊接接头不能达到预期的外观效果(螺柱歪斜)。2、由于中大直径焊接时使用的板材为中厚板，所以在焊接过程当中焊接接头容易产生气孔和热裂纹，焊接结束以后焊接应力集中，极易产生硬脆相，焊接接头产生冷裂纹，严重影响焊接接头的冲击韧性和动态力学性能。目前还未能有行之有效的方法可以解决在螺柱焊接中出现的这些问题。

发明内容

本发明为一种中大直径螺柱焊过程的专用稳弧剂及焊接方法，达到稳定焊接电弧，消除焊接缺陷，提高焊接质量的目的。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种中大直径螺柱焊专用稳弧剂，该稳弧剂包括：含量为70％-75％的Fe₂O₃，11.8％-12.7％的Al粉，1％-3％的K₂CO₃粉，2％-3％Na₂CO₃粉，2％-3％的钠水玻璃，1％-3％金红石型钛白粉，0.6％-2％的长石粉，其余为FeTiO₃粉。

进一步的，稳弧剂含量为75％的Fe₂O₃，12.7％的Al粉，2％的K₂CO₃粉，2％Na₂CO₃粉，3％的钠水玻璃，2％金红石型钛白粉，1.5％的长石粉，1.8％FeTiO₃粉。

进一步的，中大直径螺柱的直径范围为12mm—27mm。

进一步的，专用稳弧剂各成分颗粒度为600—800目。

一种使用中大直径螺柱焊专用稳弧剂的焊接方法。包括以下步骤：