[发明专利]等离子涂层连续焊条的制造方法

说明书

本发明涉及一种用于自动或半自动电弧焊的等离子涂层连续焊条的制造方法。

普通的电弧焊过程都会伴随等离子流的产生，体现出微弱的等离子效应。若要获得强大的等离子流并进行等离子弧焊接，则必须大幅度提高弧柱的单位面积功率，即弧柱的能量密度，使之达到10⁵～10⁶W/cm²。而普通电弧焊的弧柱能量密度仅有10³～10⁴W/cm²，很显然要提高弧柱的能量密度只有压缩弧柱的截面积，将原来呈发散状态的粗大电弧柱压缩为集中状态的微细电弧柱。由于电弧的温度高达4000℃，等离子弧温度则更高，任何固体物质都会被电弧熔化，因此压缩电弧在工业实施过程中存在极大的困难。

目前比较成功的方法是：在沿着电弧的发射方向设置一个带水套冷却的喷嘴，让压缩气体和电弧强迫通过这个喷嘴喷出，达到利用压缩气体来压迫电弧并诱发冷收缩和磁收缩的目的。等离子弧焊枪就是依照这个原理设计的。

这种方法虽然应用已久，但是在焊接过程中依然存在许多严重问题，主要表现在：

1、起约束电弧作用的喷嘴由于受高能等离子弧的热影响，极易烧坏，使用寿命大大缩短。

2、对喷嘴的构造、钨极的安装要求很高，否则容易产生双弧弊端，导致焊丝与钨极、喷嘴之间的短路。

3、由于熔化极与等离子弧电极不能合二为一，为了产生强大的等离子弧和添加填充金属，必须配置下降特性和平特性两套独立电源。

4、供气系统庞大。必须提供焊接和保护两条供气线路来保证焊接时能形成强烈的等离子弧，同时又能保护焊接区域免受环境的污染；随之带来了供气安全问题。

5、整个焊枪结构以及控制线路复杂，费用昂贵。

分析了等离子弧焊设备的这一系列缺陷，不难发现，其症结问题都是由于“气体压缩电弧”而引起的。假若不利用“气体压缩”而直接运用固体喷嘴压缩，不但上述缺陷可完全避免，同时等离子弧的形成过程也大大简化。

为此，本发明提供了一种等离子涂层连续焊条的制造方法。利用这种方法生产出的焊条，在焊接时能形成一个压缩电弧的自耗药皮喷嘴，可以根治由于气体压缩电弧带来的一切弊端，而且又解决等离子弧源和填充金属电源不能合二为一的严重缺陷。

本发明的目的是这样实现的：通过对焊条的药皮与焊芯的熔点测试比较和重量测试比较，以及对焊条样品在施焊后进行药皮喷嘴长度的测定，来调整配粉量比，使药皮与焊芯的熔点比达0.9～1.05，重量比为0.9～1.1，药皮喷嘴长度为焊芯直径的1.1～2.5倍。使生产出的焊条能够实现大电流下的等离子弧焊接。

本发明既保留了小电流普通电弧焊的特点，同时又利用自耗的药皮喷嘴代替焊枪喷嘴，实现大电流下的等离子弧焊，简化了焊接电源和控制线路，省略了庞大的供气系统，从而消除等离子弧焊存在的一切弊端。

下面结合实施例对本发明作进一步阐述：

(1)按现有各种焊条的焊接工艺要求进行粗配方；

(2)取药皮样块进行药皮熔点测试，并将测试结果与焊芯熔点作一比较，如若熔点相差很大，则调整药皮配方以提高或降低药皮的熔点，使药皮与焊芯的熔点比在0.9～1.05；

(3)比较药皮与焊芯的重量，使两者之比在0.9～1.1之间；

(4)取焊条样品进行施焊，测定药皮喷嘴的长度，检验是否为焊芯直径的1.1～2.5倍；

(5)如果达到要求，则按此配方进行生产，否则重新调整配方量比，再进行(2)～(4)的试验。

在实施上述方法时，也可以先进行药皮重量测试，然后再进行药皮熔点测试；而且还可利用调节重量比来调节药皮熔点：当药皮熔点低于焊芯熔点时，可以取重量比0.9～1.1的上限；反之则取下限。