專利名稱：鎢極防氧化雙層氣流保護(hù)焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料加工工程的焊接領(lǐng)域，具體地說(shuō)就是一種鎢極防氧化雙層氣 流保護(hù)焊接方法，它適用于不銹鋼和碳鋼的焊接。
背景技術(shù)：
焊接技術(shù)是現(xiàn)代制造工業(yè)中不可缺少的重要組成部分，已經(jīng)滲透到現(xiàn)代機(jī)械 制造業(yè)的各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域。優(yōu)質(zhì)、高效高可靠、低成本成為衡量一種焊接方法和焊 接工藝是否優(yōu)良的標(biāo)志。
常規(guī)的鎢極惰性氣體保護(hù)焊的深寬比(熔池深度和熔池寬度之比)僅為0.2 左右，單道可焊厚度只有3mm左右。對(duì)于厚度超過(guò)3mm及中厚板的焊接必須開(kāi) 坡口，添加填充材料，進(jìn)行多層多道焊，工藝復(fù)雜，焊接效率低。為了解決HG 焊接的淺熔深問(wèn)題， 一些焊接工作者提出了活性劑焊接技術(shù)，即焊前先在待焊試 板的表面涂覆一層活性劑，再進(jìn)行焊接。這種工藝雖然能使T1G焊接熔深得到增 加，但焊前涂覆焊劑增加一道焊接工序，也不利于實(shí)現(xiàn)焊接過(guò)程自動(dòng)化。同時(shí)， 焊縫形貌對(duì)活性劑的涂覆量敏感，而手工涂覆很難控制涂覆層的厚度，使得焊接 工藝不穩(wěn)定，焊后焊縫表面會(huì)留有焊渣，需要清理。所以這種工藝目前還沒(méi)有被 廣泛采用。隨后又提出了在惰性氣體中(Ar或He)添加微量活性氣體02或C02， 使得熔池的深寬比達(dá)到了 0.4以上。向惰性氣體中加入微量活性氣體的混合氣體 D^保護(hù)焊工藝，有效的避免了活性齊U焊接工藝對(duì)活性劑涂覆量的敏感性和焊縫 表面清渣工序，但在不銹鋼零部件焊接及大型鑄件補(bǔ)焊過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)電極存在氧 化現(xiàn)象。提高鎢極氬弧焊(TIG焊)的焊接效率，防止鴇極氧化燒損，開(kāi)發(fā)焊接 新技術(shù)是一個(gè)既有理論意義，又有應(yīng)用背景的5開(kāi)究方向。
對(duì)于熔化焊來(lái)說(shuō)，焊縫的最終形貌決定于液態(tài)烙池的熱運(yùn)動(dòng)，包括熱傳導(dǎo)和 熱對(duì)流，兩者的相對(duì)重要性由材料的Peclet指數(shù)(普克雷特指數(shù)，是材料的一個(gè) 熱物理參數(shù)，表示熱對(duì)流與熱傳導(dǎo)之間的相對(duì)重要性)來(lái)決定。對(duì)于不銹鋼等鐵 系合金和鎳基合金，熔池的熱對(duì)流運(yùn)動(dòng)是主要的，由電弧力、電磁力、浮力和表 面張力來(lái)共同決定。而電弧力、浮力和電磁力誘導(dǎo)的液態(tài)熔池對(duì)流運(yùn)動(dòng)方向是固
3定的，只有表面張力所導(dǎo)致的Marangoni對(duì)流(馬蘭哥尼對(duì)流，是由液體表面張 力梯度所引起的一種表面對(duì)流方式)運(yùn)動(dòng)在特定的條件下，可發(fā)生對(duì)流方向的改 變。材料物性工作者發(fā)現(xiàn)，對(duì)于鐵系合金來(lái)說(shuō)，O、 S是活性組元，在一定溫度 下，當(dāng)其含量越過(guò)某一臨界值時(shí)，液態(tài)金屬的表面張力溫度系數(shù)符號(hào)將發(fā)生改變。
焊接過(guò)程中，有效隔離活性氣體與鎢極直^^妾觸是防止電極氧化燒損的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種鎢極防氧化雙層氣流保護(hù)焊接方法，解決含活性 氣體的單層保護(hù)TIG焊接過(guò)程中電極被氧化燒損現(xiàn)象，同時(shí)增加TIG焊接熔深， 提高焊接效率。該技術(shù)操作簡(jiǎn)單，能夠獲得大深寬比焊縫，焊縫成形好，焊接效 率高，避免了活性齊孵接技術(shù)對(duì)活性劑涂覆量的敏感性，有利于實(shí)現(xiàn)焊接過(guò)程自 動(dòng)化，同時(shí)有效抑制了含活性氣體的單層保護(hù)TIG焊接過(guò)程中電極被氧化燒損現(xiàn) 象。
本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種鎢極防氧化雙層氣流保護(hù)焊接方法，將純惰性氣體與含活性氣體的保護(hù) 氣體分開(kāi)，變?yōu)殡p層氣流保護(hù)焊接，內(nèi)層保護(hù)氣體為純惰性氣體氬氣(Ar)或 氦氣(He)，產(chǎn)生電弧，保護(hù)電極。外層保護(hù)氣體為含活性氣體(02或032)的 保護(hù)氣體Ar-02、 Ar-C02或He-02，其中活性氣體氧氣或二氧化碳的體積含量 為(1%—100%)，優(yōu)選含量范圍為Ar-(20%-60%)O2、 Ar-(50%-100%)CO2、 He-(1%陽(yáng)10%)02。
所述的內(nèi)層保護(hù)氣體和外層保護(hù)氣體之間由陶瓷嘴分開(kāi)，采用含氧氣或二氧 化碳的混合氣體作為外層保護(hù)氣體，調(diào)整焊接熔池內(nèi)活性組元氧的含量，實(shí)現(xiàn)液 態(tài)熔池內(nèi)向Marangoni對(duì)流，增加熔深，提高焊接效率。內(nèi)層純惰性氣體保護(hù)鎢 極，產(chǎn)生電弧，外層保護(hù)氣體調(diào)整熔池活性組元含量，改變?nèi)鄢豖寸流運(yùn)動(dòng)和熱傳 播方向，增加烙深，提高焊接效率。
所述的鎢極防氧化雙層氣流保護(hù)焊接方法，整個(gè)焊接過(guò)程分如下五個(gè)步驟 第一步，悍前調(diào)整內(nèi)外氣體成分合流量，內(nèi)層保護(hù)氣體為純惰性氣體，Ar或He， 流量為(3—10)L/Min;外層為含活性氣體的混合氣體Ar-02、 Ar-C02或He-02, 流量為(10"~20) L/Min。第二步設(shè)定焊接工藝規(guī)范，焊接電流范圍為60A— 300A，焊接速度為0.5mm/s—5.0mm/s，電弧長(zhǎng)度為1mm—5mm之間，電極伸出 長(zhǎng)度為0"-3mm并引弧起焊。第三步將焊縫沿垂直于焊接方向切開(kāi)，經(jīng)腐蝕后 測(cè)定焊縫深寬比，表征熔池形貌。第四歩切出焊縫金屬，采用氧氮分析儀測(cè)定焊縫金屬氧含量。第五步取下電極，觀察電極表面氧化燒損現(xiàn)象。
本發(fā)明通過(guò)內(nèi)層純惰性氣體來(lái)產(chǎn)生電弧，隔離外層活性氣體與電極的直接接 觸，防止電極在焊接過(guò)程中被氧化燒損。通過(guò)外層保護(hù)氣體中的活性氣體02或 C02，實(shí)現(xiàn)焊接過(guò)程中活性組元氧向液態(tài)熔池的溶解，調(diào)整烙池中活性組元含量，
控制液態(tài)熔池Marangoni對(duì)流方向，提高熔池深寬比。
本發(fā)明通過(guò)氧-氮分析儀，精確測(cè)定了焊縫金屬氧含量，從而得到具有最佳深 寬比的氧含量控制范圍和相應(yīng)的外層保護(hù)氣體成分調(diào)整范圍，穩(wěn)定焊接工藝。
本發(fā)明抑制了電極氧化燒損現(xiàn)象，熔池深寬比達(dá)0.4以上，深寬比范圍為 0.4-0.7。
本發(fā)明中所述的Marangoni對(duì)流，是由液態(tài)熔池表面不同位置處表面張力大 小不同所弓胞的對(duì)流。
本發(fā)明的有益效果是
1、 本發(fā)明通過(guò)內(nèi)層純惰性氣體產(chǎn)生電弧，隔離外層保護(hù)氣體中活性氣體與電 極的直接接觸，防止電極氧化燒損，延長(zhǎng)了電極使用壽命，避免了單層混合氣體 保護(hù)時(shí)，電極氧化燒損現(xiàn)象。
2、 本發(fā)明通過(guò)外層保護(hù)氣體中活性氣體02 (或C02)，在焊接點(diǎn)弧中分解并 向熔池的溶解，實(shí)現(xiàn)了液態(tài)熔池中活性組元氧的調(diào)整，獲得內(nèi)向Marangoni對(duì)流 和大深寬比焊縫，提高TIG焊接效率。
3、 本發(fā)明工藝便于M;控制內(nèi)、外層保護(hù)氣體成分和流量，使焊接過(guò)程穩(wěn)定， 有利于實(shí)現(xiàn)焊接過(guò)程自動(dòng)化，避免了在試板表面人工涂覆活性劑焊接技術(shù)中，焊 縫形豸M活性劑涂敷量的敏感&X活性齊餘敷量難于控制的缺點(diǎn)。
4、 采用本發(fā)明工藝，焊縫表面干凈、光滑，成型好，避免了活性劑焊接焊后 清渣處理工序。
5、 本發(fā)明在焊接電流為160A下，單道焊縫深寬比可達(dá)0.4以上。與純氬保 護(hù)鎢極惰性氣體保護(hù)焊相比，焊接效率提高了 1倍。
6、 本發(fā)明不僅為解決電解氧化燒損和TIG焊淺熔深問(wèn)題提出了一個(gè)實(shí)用新 技術(shù)，同時(shí)通3iX寸焊縫金屬氧含量分析，探討了 Marangoni對(duì)流運(yùn)動(dòng)對(duì)熔池內(nèi)熱 傳播和熔池形貌的作用機(jī)理，為澄清目前尚有爭(zhēng)議的活性劑焊接機(jī)理提供了實(shí)驗(yàn) 結(jié)果，也為其它熔焊方法開(kāi)發(fā)高效率焊接新工藝提供了理論指導(dǎo)。


圖1為雙層氣流保護(hù)焊槍的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1、焊槍保護(hù)冒；2、電極；3、陶瓷嘴-，4、夕卜層保護(hù)氣體-，5、內(nèi)層保護(hù)氣體；6、試板；7、電極伸出長(zhǎng)度；8、 電弧長(zhǎng)度；9電弧。
圖2a-f為Ai^Ar-02)雙層氣流保護(hù)下熔池形貌圖；其中，圖2a的外層保護(hù) 氣體中氧氣含量為1%;圖2b的外層保護(hù)氣體中氧氣含量為3%;圖2c的外層保 護(hù)氣體中氧氣含量為20%;圖2d的外層保護(hù)氣體中氧氣含量為40%;圖2e的外 層保護(hù)氣體中氧氣含量為60%;圖2f的外層保護(hù)氣體中氧氣含量為100%。
圖3為Ai^"(Ar-02)雙層氣流保護(hù)下，焊縫金屬氧含量和熔池深寬比變化圖。
圖4a-b為液態(tài)熔池對(duì)流模型圖；其中，圖4a為外對(duì)流表面張力與溫度之間 的曲線及模型圖；圖4b為內(nèi)X寸流表面張力與溫度之間的曲線及模型圖。
圖5a-d為焊后電極形貌圖。其中，圖5a為在Ar-O.7%02單層混合氣體保護(hù) 下電極形貌；圖5b為在Ar-0.9%O2單層混合氣體保護(hù)下電極形貌；圖5c為在 Ar— (Ar-20%O2)雙層氣流保護(hù)下電極形貌圖；圖5d為在Ai^~ (Ar-60%O2)雙 層氣流保護(hù)下電極形貌圖。
圖6a-b為k (Ar-C02)雙層氣流保護(hù)下熔池形貌圖。其中，圖6a為Ar —(Ar)雙層氣流保護(hù)時(shí)熔池形貌；圖6b為Ai^ (100%CO2)雙層氣流保護(hù)時(shí) 熔池形貌。
圖7a-d為焊后電極形貌圖。其中，圖7a為在Ar-P/。C02單層混合氣體保護(hù) 下電極形貌；圖7b為在Ar-3%C02單層混合氣體保護(hù)下電極形貌；圖7c為在 Ar" (Ar-l%C02)雙層氣流保護(hù)下電極形貌圖；圖7d為在Ar~ (100%CO2)雙 層氣流保護(hù)下電極形貌圖。
圖8a-b為He^ (He-02)雙層氣流保護(hù)下熔池形貌圖。其中，圖8a為He^ (He)雙層氣流i尉戶時(shí)熔池形貌；圖8b為H廣(He-4%02)雙層氣流保護(hù)時(shí)熔 池形貌。
圖9a-b為焊后電極形貌圖。其中，圖9a為在He-l。/。02單層混合氣體保護(hù)下 電極形貌純；圖9b為Hr (He-4%02)雙層氣流保護(hù)下電極形貌圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例詳述本發(fā)明，本發(fā)明中的氣體含量按體積百分含量計(jì)。 焊接前，首先調(diào)整好內(nèi)外層保護(hù)氣體流量(參見(jiàn)圖l)，讓內(nèi)層保護(hù)氣體5為 純惰性氣體Ar或He，從電極2與陶瓷嘴3之間的通道通過(guò)；外層保護(hù)氣體4為 Ar-02、 Ar-C02或He-02，從焊槍保護(hù)冒1與陶瓷嘴3之間的通道通過(guò)。引弧起焊， 電極2與試板6之間產(chǎn)生電弧9，熔化試板，實(shí)現(xiàn)焊接。選擇SUS304不銹鋼作為焊接基體材料，外層保護(hù)氣體流量為(10 20 )L/Min， 內(nèi)層保護(hù)氣體流量為(3~10) L/Min，焊接電流為60 300A，焊接速度為 0.5~5.0mm/s，進(jìn)行了焊接。電極伸出長(zhǎng)度7為0 3mm，電弧長(zhǎng)度8為(1 5) mm。
實(shí)施例l
本實(shí)施例中，電極伸出長(zhǎng)度為Omm，電弧長(zhǎng)度為3mm，外層保護(hù)氣體流量 為10L/Min，內(nèi)層保護(hù)氣體流量為10L/Min，焊接電流為160A，焊接速度為2mm/s， 進(jìn)行了焊接。
圖2為采用Ar~ (Ar-02)雙層氣流保護(hù)時(shí)，焊后熔池形貌圖。內(nèi)層保護(hù)氣 體為純Ar，外層保護(hù)氣體為Ar-CV混合氣體。圖2a的外層保護(hù)氣體中氧氣含量 為1%，圖2b的外層保護(hù)氣體中氧氣含量為3%，圖2c的外層保護(hù)氣體中氧氣含 量為20%，圖2d的外層保護(hù)氣體中氧氣含量為40%，圖2e的外層保護(hù)氣體中氧 氣含量為60%，圖2f的外層保護(hù)氣體中氧氣含量為100%。當(dāng)外層保護(hù)氣體中 02含量低于20%時(shí)，熔池形貌寬而淺(圖2a-b)。當(dāng)外層保護(hù)氣體含量超過(guò)20% 時(shí)，熔池形貌窄而深(圖2c-f)。圖3為熔池深寬比和焊縫金屬氧含量測(cè)試結(jié)果。 當(dāng)外層保護(hù)氣體中氧氣含量超過(guò)20%時(shí)，熔池的深寬比由0.3增加到0.45，焊縫 金屬的氧含量超過(guò)70ppm。焊接過(guò)程中，外層保護(hù)氣體中的氧氣在高溫電弧中分 解，并部分溶入液態(tài)熔池，使得焊縫金屬的氧含量升高。當(dāng)液態(tài)烙池中的氧含量 超過(guò)臨界值時(shí)(70ppm)，烙池表面的Marangoni對(duì)流將由熔池外側(cè)向熔池中心進(jìn) 行，形成內(nèi)對(duì)流(參見(jiàn)圖4b右側(cè)圖)，有利于陽(yáng)極斑點(diǎn)熱向熔池底部傳播，熔池 形貌深而窄；圖4b左側(cè)為表面張力與a^之間關(guān)系的曲線，隨^it增加表面張力 也逐漸增加。當(dāng)熔池中活性組元氧的含量低于70ppm時(shí)，液態(tài)熔池Marangoni對(duì) 流為外對(duì)流(參見(jiàn)圖4a右側(cè)圖)，陽(yáng)極斑點(diǎn)熱向熔池兩側(cè)傳播，熔池形貌寬而淺； 圖4a左偵l偽表面張力與溫度之間關(guān)系的曲線，隨溫度增加表面張力逐漸減小。
圖5為焊后電極形貌圖。圖5a為在Ar-0.7%O2單層混合氣體保護(hù)下電極形 貌，圖5b為在Ar-O.9%02單層混合氣體保護(hù)下電極形貌，圖5c為在Ai^ (Ar-20%O2)雙層氣流保護(hù)下電極形貌圖，圖5d為在Ar~ (Ar-60%O2)雙層氣 流保護(hù)下電極形貌圖。由圖可知，在單一混合氣體保護(hù)下，電極氧化燒損嚴(yán)重(圖 5a-b)。雙層氣流保護(hù)下，焊后電極形貌完好，有效抑制了電極的氧化燒損，延長(zhǎng)實(shí)施例2
本實(shí)施例中，電極伸出長(zhǎng)度為lmm，電弧長(zhǎng)度為3mm，外層保護(hù)氣體流量 為10L/Min，內(nèi)層保護(hù)氣體流量為10L/Min，焊接電流為160A，焊接速度為2mm/s， 進(jìn)行了焊接。
圖6為Ar~ (Ar-C02)雙層氣流保護(hù)下熔池形貌圖。圖6a為Ar~ (Ar)雙 層氣流保護(hù)時(shí)熔池形貌，圖6b為Ar" (100%CO2)雙層氣流保護(hù)時(shí)熔池形貌。 當(dāng)外層保護(hù)氣體為純Ar時(shí)，熔池形貌淺而寬，熔池深寬比為0.19，焊縫金屬含 氧量為27ppm (圖6a)。當(dāng)外層保護(hù)氣體為純C02時(shí)，熔池形貌窄而深，熔池深 寬比為0.59，焊縫金屬中氧含量為104ppm (圖6b)。雙層氣流保護(hù)時(shí)，外層保護(hù) 氣體中加入活性氣體(C02)能有效地調(diào)整熔池中活性組元含量，增大熔池深寬 比，提高焊接效率。
圖7為焊后電極形貌比較。圖7a為在Ar-l%C02單層混合氣體保護(hù)下電極 形貌，圖7b為在Ar-3%C02單層混合氣體保護(hù)下電極形貌，圖7c為在f (Ar-l%C02)雙層氣流保護(hù)下電極形貌圖，圖7d為在Ai^ (100%CO2)雙層氣 流保護(hù)下電極形貌圖。在單層混合氣體保護(hù)下(Ar-C02)，電極氧化燒損嚴(yán)重。 雙層氣流保護(hù)時(shí)，電極形貌完好，有效抑制了電極燒損。
實(shí)施例3
本實(shí)施例中，電極伸出長(zhǎng)度為lmm，電弧長(zhǎng)度為3mm，外層保護(hù)氣體流量 為20L/Min，內(nèi)層保護(hù)氣體流量為7LMn，焊接電流為150A，焊接速度為2mm/s， 進(jìn)行了焊接。
圖8為He^ (He-02) 7又層氣流保護(hù)下熔池形貌圖。圖8a為H廣(He)雙 層氣流保護(hù)時(shí)熔池形貌，圖8b為H廣(He-4%02)雙層氣流保護(hù)時(shí)熔池形貌。 當(dāng)外層保護(hù)氣體為純He氣體時(shí)，熔池形貌淺而寬(圖8a)，熔池深寬比為0.36， 焊縫金屬中活性組元含量為33ppm。當(dāng)外層保護(hù)氣體中加入4%02時(shí)，熔池形貌 窄而深(圖8b)，熔池深寬比達(dá)0.72，焊縫金屬中活性組元氧的含量達(dá)160ppm。 雙層氣流保護(hù)時(shí)，外層保護(hù)氣體中加入活性氣體(02)能有效地調(diào)整熔池中活性 組元含量，增大熔池深寬比，提高焊接效率。
圖9為焊后電極形貌圖。圖％為在他-1%02單層混合氣體保護(hù)下電極形貌 純；圖9b為Ht (He-4%02)雙層氣流保護(hù)下電極形貌圖。在單層混合氣體保 護(hù)下(He-1%02)，電極氧化燒損嚴(yán)重。雙層氣流保護(hù)時(shí)，電極形貌完好，有效抑 制了電極燒損。
8實(shí)施例結(jié)果表明，本發(fā)明電極防氧化雙層氣流保護(hù)焊接方法，具有如下特點(diǎn):
(1) 通過(guò)內(nèi)層純惰性氣體(Ar或He)產(chǎn)生電弧，隔離外層保護(hù)氣體中的活
性氣體與電極直接接觸，保護(hù)電極，防止電極在焊接過(guò)程中氧化燒損，避免了含 活性氣體的混合氣體保護(hù)焊時(shí)電極氧化燒損現(xiàn)象。
(2) 通過(guò)外層保護(hù)氣體中活性氣體(02或C02)在焊接電弧中分解并向液 態(tài)熔池溶解來(lái)調(diào)整液態(tài)熔池內(nèi)活性組元氧的含量，實(shí)現(xiàn)內(nèi)向Marangoni對(duì)流，陽(yáng) 極斑點(diǎn)熱向熔池底部傳播，獲得深而窄的焊縫，提高焊接效率。本發(fā)明焊接工藝 操作簡(jiǎn)單，有利于實(shí)現(xiàn)焊接過(guò)程自動(dòng)化，避免了活性劑焊接技術(shù)中，焊縫形貌對(duì) 活性劑涂敷量的敏感十扱活性劑涂敷量難于控制的缺點(diǎn)。焊縫表面千凈，成型好， 避免了活性劑焊接焊后清渣處理工序。
(3) 內(nèi)層保護(hù)氣體和外層保護(hù)氣體之間由陶瓷嘴分開(kāi)，通過(guò)內(nèi)層純惰性氣體 (Ar或He)保護(hù)鎢極，隔離外層含活性氣體的保護(hù)氣與鎢極直,封妾觸，通過(guò)外
層保護(hù)氣體中的活性氣體在電弧中分解來(lái)調(diào)整液態(tài)熔池活性組元含量，改變?nèi)鄢?對(duì)流和熱傳播方向，增加熔深，提高焊接效率。本發(fā)明焊接技術(shù)對(duì)不銹鋼試板進(jìn) 行了焊接實(shí)驗(yàn)，得到了驗(yàn)證，本發(fā)明同樣適用于不銹鋼和碳鋼材料的焊接。
權(quán)利要求
1、一種鎢極防氧化雙層氣流保護(hù)焊接方法，其特征在于，將純惰性氣體與含活性氣體的保護(hù)氣體分開(kāi)，變?yōu)殡p層氣流保護(hù)焊接，內(nèi)層保護(hù)氣體為純惰性氣體氬氣或氦氣；外層保護(hù)氣體為含活性氣體的保護(hù)氣體Ar-O2、Ar-CO2或He-O2，其中活性氣體氧氣或二氧化碳體積含量為(1％—100％)。
2、 按照權(quán)利要求1所述的鎢極防氧化雙層氣流保護(hù)焊接方法，其特征在于， 內(nèi)層保護(hù)氣體和外層保護(hù)氣體之間由陶瓷嘴分開(kāi)，內(nèi)層純惰性氣體保護(hù)鎢極，產(chǎn) 生電弧，外層保護(hù)氣體調(diào)整熔池活性組元含量，改變?nèi)鄢貙?duì)流運(yùn)動(dòng)和熱傳播方向， 增加熔深，提高焊接效率。
3、 按照權(quán)利要求1所述的鎢極防氧化雙層氣流保護(hù)焊接方法，其特征在于: 所述焊接電流范圍是60A 300A，焊接速度是0.5mm/s 5.0mm/s，電極伸出長(zhǎng)度 為0~3mm,電弧長(zhǎng)度為1 5mm。
4、 按照權(quán)利要求1所述的鎢極防氧化雙層氣流保護(hù)焊接方法，其特征在于: 整個(gè)焊接過(guò)程分包括如下歩驟第一步焊接前，首先調(diào)整外層保護(hù)氣體中活性氣體的含量，成份范圍為Ai^" (1-100) %02、 Ar~ (1-100) 。/。C02或He"" (1-100) %02，外層保護(hù)氣體 流量為10-20L/Min;內(nèi)層保護(hù)氣體為純惰性氣體，氣體流量為(3—10) L/Min;第二步設(shè)定焊接工藝規(guī)范，焊接電流位于60A—300A，焊接速度為0.5mm/s —5.0mm/s，電弧長(zhǎng)度為lmm—5mm之間，電極伸出長(zhǎng)度為0 3mm，并引弧起 焊。
5、 按照權(quán)利要求4所述的鎢極防氧化雙層氣流保護(hù)焊接方法，其特征在于: 還包括第三步焊后將鎢極取下，觀察表面氧化燒損現(xiàn)象。
6.按照權(quán)利要求5所述的鎢極防氧化雙層氣流保護(hù)焊接方法，其特征在于: 還包括第四步將焊縫沿垂直于焊接方向切開(kāi)，經(jīng)腐蝕后測(cè)定焊縫深寬比，表征熔池形貌。
7、 按照權(quán)利要求6所述的鎢極防氧化雙層氣流保護(hù)焊接方法，其特征在于: 還包括第五步切出焊縫金屬，分析焊縫金屬氧含量。
全文摘要
本發(fā)明屬于材料加工工程的焊接領(lǐng)域，具體地說(shuō)就是一種鎢極防氧化雙層氣流保護(hù)焊接方法，解決含微量活性氣體的氬弧焊接過(guò)程中電極氧化燒損現(xiàn)象，同時(shí)增加鎢極氬弧焊(TIG焊)焊接熔深，提高焊接效率。該工藝將原先單一惰性氣體或含微量活性氣體(氧氣或二氧化碳)的混合保護(hù)氣體氬弧焊，改為內(nèi)層保護(hù)氣體采用純惰性氣體保護(hù)電極，產(chǎn)生電弧，外層采用含活性氣體的雙層氣流保護(hù)焊接技術(shù)。內(nèi)外層保護(hù)氣體之間由陶瓷嘴分開(kāi)，通過(guò)內(nèi)層純惰性氣體(Ar或He)保護(hù)鎢極，隔離外層含活性氣體的保護(hù)氣與鎢極直接接觸，通過(guò)外層保護(hù)氣體中的活性氣體在電弧中分解來(lái)調(diào)整液態(tài)熔池活性組元含量，改變?nèi)鄢貙?duì)流和熱傳播方向，適用于不銹鋼和碳鋼材料的焊接。
文檔編號(hào)B23K9/095GK101417363SQ20081022951
公開(kāi)日2009年4月29日 申請(qǐng)日期2008年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月10日
發(fā)明者李殿中, 陸善平 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院金屬研究所