[发明专利]一种氩气和二氧化碳双保护气钛合金焊接拖罩和焊接方法

说明书

本发明属于焊接技术领域，公开了一种氩气和CO₂双保护气钛合金焊接拖罩和焊接方法；拖罩外壳内部设置中间隔板，中间隔板将拖罩外壳分隔为第一区段和第二区段，第一区段更靠近于焊枪；第一区段内部设置氩气分布管，氩气分布管连接氩气进气管，用于使氩气均匀分布于第一区段内部；第二区段内部设置CO₂分布管，CO₂分布管连接CO₂进气管，用于使CO₂气体均匀分布于第二区段内部。本发明采用两段式的焊接拖罩，在保证对钛合金焊缝金属良好保护效果的前提下，能够最大限度地降低保护气成本，缩短焊接拖罩长度，提升了其在钛合金高效焊接中的灵活性。

技术领域

本发明属于焊接技术领域，具体的说，是涉及一种适用于钛合金的焊接拖罩和焊接方法。

背景技术

钛及钛合金高温活性较强，250℃开始吸氢，400℃开始吸氧，600℃开始吸氮。在焊接过程中保护措施不当时，焊缝会吸收这些有害气体造成接头性能恶化。其中氧气的影响最为严重，会造成高温焊缝金属的严重氧化，故必须对400℃以上的焊接区域采取适当的保护措施，避免其接触空气。

目前工程上和研究中一般采用氩气作为保护气体，通过采用氩气拖罩的方法来对高温焊缝进行保护，避免400℃以上的高温焊缝和热影响区接触空气。现有技术中用氩气作为钛合金中厚板大功率焊接的惰性保护气，在合适的拖罩结构和氩气流量下具有较好的保护效果，但该法的氩气消耗量较大，保护气成本较高。此外，氩气散热能力弱，需配备较长的拖罩才能取得良好的保护效果，降低了焊接设备的空间灵活度。

发明内容

本发明着力于解决钛合金中厚板大功率焊接过程中高温焊缝区的氧化防护难题，提供了一种氩气和CO₂双保护气钛合金焊接拖罩和焊接方法，采用两段式的焊接拖罩，其前半部分通入常用的惰性气体Ar，后半部分通入CO₂气体，比单纯用氩气作为保护气有效降低焊接保护气成本的同时缩短焊接拖罩的长度。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下的技术方案予以实现：

根据本发明的一个方面，提供了一种氩气和CO₂双保护气钛合金焊接拖罩，包括连接于焊枪的拖罩外壳，所述拖罩外壳内部设置有中间隔板，所述中间隔板将所述拖罩外壳分隔为第一区段和第二区段，所述第一区段更靠近于所述焊枪；

所述第一区段内部设置有氩气分布管，所述氩气分布管用于使氩气均匀分布于所述第一区段内部；所述氩气分布管连接有氩气进气管，所述氩气进气管用于向所述氩气分布管通入氩气；

所述第二区段内部设置有CO₂分布管，所述CO₂分布管用于使CO₂气体均匀分布于所述第二区段内部；所述CO₂分布管连接有CO₂进气管，所述CO₂进气管用于向所述CO₂分布管通入CO₂气体；

所述中间隔板能够隔绝所述第一区段的氩气和所述第二区段的CO₂气体。

进一步地，所述气筛网距离焊缝表面10-15mm。

进一步地，所述第一区段用于保护900℃以上的焊缝高温区域，所述第二区段用于保护900℃以下、400℃以上的焊缝中高温区域。

进一步地，所述第一区段长度为30-60mm；所述第二区段长度为实际焊接速度(mm/s) 与冷却时间(s)的乘积，其中冷却时间为20-30s。