[发明专利]一种深窄间隙熔化极气体保护焊接导电嘴的制备方法

说明书

本发明公开了一种深窄间隙熔化极气体保护焊接导电嘴的制备方法，以铜导电嘴为基体；采用溶剂法热浸镀铝处理铜导电嘴，使铜导电嘴表面镀得铝层；然后在电解液中，微弧氧化铜导电嘴的铝层，获得外层具有耐高温、绝缘的陶瓷涂层的焊接导电嘴。本发明的导电嘴膜层具有厚度薄、电阻率高、耐磨性好、耐高温的优点，突破了传统窄间隙熔化极气体保护焊接导电嘴绝缘处理的尺寸限制，可应用于深窄间隙坡口接头的焊接，提高焊接效率。

技术领域

本发明属于焊接技术领域，具体涉及一种深窄间隙熔化极气体保护焊接导电嘴的制备方法。

背景技术

窄间隙焊接已经在一些大型重要结构上得到了成功应用，如高速列车车体、厚壁压力容器、锅炉、大型机械设备、海洋结构、船体建造和压力管道等。传统的MIG焊热输入大，成本高。窄间隙焊接减少了填充金属用量，降低了成本；焊接热输入量低，焊缝力学性能良好；变形小，易控制。

在深窄坡口中焊接时，常需要将焊丝前端深入坡口中，导电嘴的作用是保证送出焊丝直度，在焊丝端头产生电弧，所以要将导电嘴深入坡口如导电嘴陶瓷涂层示意图，而由于坡口角度、位置偏差，导电嘴外侧容易与坡口侧壁发生接触而放电，高温容易烧损导电嘴而且影响焊接过程稳定性，从而影响焊接效率。同时由于窄间隙坡口宽度限制，导电嘴要求直径尽可能小。

为了解决导电嘴存在的上述问题，发明专利申请公布号CN 106031959 A设计了一种导电嘴，在导电嘴前端的外壁喷涂一层高硬度材料，有效延长导电嘴的使用寿命。发明专利申请公布号CN 10428799 A同样发明一种具有氧化铝绝缘涂层的窄间隙焊接导电嘴，通过火焰喷涂氧化铝涂层的方式，在导电嘴深入工件坡口的部分的外侧获得一定厚的的绝缘层，使得导电嘴外壁与坡口内侧壁发生接触也不至于发生放电现象，从而大大提高窄间隙坡口的焊接效率及稳定性。实用新型专业授权公告号CN 203918196设计了一种导电嘴，在导电嘴出口端外设金属陶瓷外壳，使导电嘴具有耐磨性好、抗高温、硬度高的优点，因此无需频繁更换，从而延长了导电嘴的使用寿命，提高了工作效率，降低了生产成本。可以看出上述专利一方面主要通过热喷涂来获得Al₂O₃涂层，然而铜导电嘴导热性能良好，热喷涂Al₂O₃涂层难度较大，而且涂层与铜基体结合力较小，容易出现局部脱落或开裂，对焊接稳定性有一定影响；另一方面在导电嘴采用外加陶瓷外壳的方式使导电嘴表面绝缘，但是此方法的绝缘层太厚，加大电极尺寸，导致坡口宽度增加不利于深窄间隙坡口焊接。

发明专利申请公布号CN 108004576发明一种微弧氧化工艺，可获得一层薄18μm-32μm的氧化铝陶瓷绝缘层涂层，最低电压需要达到200V才可击穿氧化铝陶瓷绝缘层涂层，而焊接电压通常低于50V，因此本专利氧化铝陶瓷绝缘层涂层可隔绝导电嘴与坡口内侧壁，不会发生接触放电现象。氧化铝熔点约为铜导电嘴基体熔点的两倍，而且硬度越大越耐磨损，氧化铝陶瓷涂层硬度约890HV远大于铜基体硬度约180HV。

综上，如何在导电嘴表面获得厚度较薄结合极强的氧化铝陶瓷绝缘层，隔绝导电嘴与坡口内侧壁，不会发生接触放电现象，而且提高导电嘴的抗摩擦磨损及耐高温性能是目前亟待解决的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种深窄间隙熔化极气体保护焊接导电嘴的制备方法，本发明通过热浸镀加微弧氧化工艺，使得本发明制备的导电嘴，其膜层具有电阻率高、耐磨性好、抗高温的优点；同时可在任意形状铜导电嘴上获得氧化铝涂层，因此本发明可以随意改变导电嘴直径，应用于任意深窄坡口焊缝，解决导电嘴因与工件接触打火造成烧损的问题，优化导电嘴工作环境。

为了达到上述的目的，本发明所采用的技术方案是：

一种深窄间隙熔化极气体保护焊接导电嘴的制备方法，对铜导电嘴进行镀铝处理，然后在电解液中，微弧氧化铜导电嘴的铝层；所述镀铝处理的方式为溶剂法热浸镀铝。