專利名稱：手工氬弧焊輔助自蔓延堆焊金屬陶瓷隨焊錘擊加壓方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種陶瓷與金屬手工壓力堆焊工藝，屬于堆焊技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近20年來，世界各國對工程陶瓷的研究與生產(chǎn)應(yīng)用進步很快。目前，金屬基或陶瓷基復(fù)合材料的生產(chǎn)普遍存在著成本高、能耗大、規(guī)模生產(chǎn)困難等問題。對于形狀復(fù)雜的構(gòu)件和大型構(gòu)件(如航空發(fā)動機燃燒室、渦輪葉片等)來說，采用金屬/陶瓷復(fù)合材料來制造已經(jīng)成為一種不可逆轉(zhuǎn)的趨勢。金屬陶瓷的堆焊修復(fù)正順應(yīng)時代發(fā)展蓬勃興起，陶瓷材料與絕大多數(shù)金屬的線膨脹系數(shù)相差較大，通過堆焊連接陶瓷與金屬時，堆焊層的致密性較低，會產(chǎn)生殘余應(yīng)力，而殘余拉應(yīng)力易使堆焊層產(chǎn)生裂紋，削弱了其力學(xué)性能
發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種提高堆焊層的致密性的手工氬弧焊輔助自蔓延堆焊金屬陶瓷隨焊錘擊加壓方法。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種手工氬弧焊輔助自蔓延堆焊金屬陶瓷隨焊錘擊加壓方法，所述方法包括以下工藝步驟
步驟一、清理金屬基體表面
金屬基體材料為鋼，焊前對金屬基體表面進行粗加工，除去裂紋，砂眼和油銹。步驟二、焊前預(yù)熱
用氧一乙炔火焰對金屬基體進行90 200°C低溫預(yù)熱。步驟三、堆焊
在金屬基體表面用自蔓延金屬陶瓷焊條逐層進行堆焊，堆焊工藝參數(shù)為采用直流電流，電壓V:120-160V;電流I :200A，氬氣保護，金屬陶瓷焊條直徑Φ 5mm，上下連續(xù)堆焊3_5層。步驟四、邊堆焊邊加壓
在堆焊完一層，TiCFe金屬陶瓷焊條的焊頭剛剛離開金屬基體時，立即用平頭小錘錘擊堆焊部位，即對堆焊層進行加壓，加壓方式為沿堆焊層的輪廓由周邊向中心進行。步驟五、焊后處理
堆焊結(jié)束后，立即將工件放入事前準(zhǔn)備好的熱砂子中緩冷。步驟六、磨削加工
如果對表面粗糙度有要求，可用金剛石砂輪對堆焊的金屬陶瓷涂層表面磨削加工。本發(fā)明的有益效果是
堆焊過程中實施隨焊加壓，使堆焊層的致密性得到大大提高，堆焊層裂紋、氣孔明顯減少，堆焊層殘余應(yīng)力大幅降低。且過程易于掌握，便于操控。
具體實施方式
本發(fā)明涉及的手工氬弧焊輔助自蔓延堆焊金屬陶瓷隨焊錘擊加壓方法，所述方法包括以下工藝步驟
步驟一、清理金屬基體表面
金屬基體材料為鋼。焊前對金屬基體表面進行粗加工，除去裂紋，砂眼，油銹等。步驟二、焊前預(yù)熱
為保證金屬基體材料焊接性良好，用氧一乙炔火焰對金屬基體進行90 200°C低溫，預(yù)熱時間視工件大小而定，以熱透為準(zhǔn)。步驟三、堆焊
調(diào)整好焊接工藝參數(shù)后進行施焊，用自蔓延金屬陶瓷焊條(在堆焊過程中，焊條本身可產(chǎn)生自蔓延反應(yīng))在金屬基體表面逐層進行堆焊。堆焊工藝參數(shù)為采用直流電流，電壓V: 120-160V ;電流I :200A，氬氣保護。金屬陶瓷焊條直徑Φ 5mm。焊機選WSE315水冷把手工鎢極氬弧焊機(TIG)。堆焊應(yīng)盡量采用小規(guī)范，短弧焊，以減少熔深和合金元素的燒損。堆焊工件應(yīng)保持水平位置，盡量做到堆焊過程不中斷，連續(xù)堆焊3-5層。步驟四、邊堆焊邊加壓
在堆焊完一層，焊頭剛剛離開金屬基體時，立即用平頭小錘錘擊堆焊部位，即對堆焊層進行加壓。加壓方式為沿堆焊層的輪廓由周邊向中心進行。注意焊接過程中把握好隨焊加壓時機，即在金屬陶瓷焊條的焊頭離開金屬基體表面的瞬間，立即用平頭小錘錘擊堆焊部位，對堆焊層進行錘擊加壓，不要等到焊層變紅時進行，這時堆焊層已經(jīng)冷卻，加壓已經(jīng)起不到應(yīng)有的效果。在焊接過程中選擇好加壓時機至關(guān)重要。手工焊靈活，便于操作，能很好的把握加壓時機，在手工焊金屬陶瓷焊條離開基體時，此時堆焊區(qū)域白亮，立即進行加壓。在堆焊時，一層焊接量不要太大，在堆焊另一層時，就可以將原來可能加壓效果不明顯的地方再次加壓。步驟五、焊后處理
堆焊結(jié)束后，立即將工件放入事前準(zhǔn)備好的熱砂子中緩冷。步驟六、磨削加工
堆焊的金屬陶瓷涂層表面粗糙，可根據(jù)需要進行磨削加工。由于金屬陶瓷堆焊涂層硬度高，應(yīng)選金剛石砂輪磨削。
權(quán)利要求
1.一種手工氬弧焊輔助自蔓延堆焊金屬陶瓷隨焊錘擊加壓方法，其特征在于所述方法包括以下工藝步驟 步驟一、清理金屬基體表面 金屬基體材料為鋼，焊前對金屬基體表面進行粗加工，除去裂紋，砂眼和油銹， 步驟二、焊前預(yù)熱 用氧一乙炔火焰對金屬基體進行90 200°C低溫預(yù)熱， 步驟三、堆焊 在金屬基體表面用自蔓延金屬陶瓷焊條逐層進行堆焊，堆焊工藝參數(shù)為采用直流電流，電壓V:120-160V;電流I :200A，氬氣保護，金屬陶瓷焊條直徑Φ 5mm，上下連續(xù)堆焊3_5層， 步驟四、邊堆焊邊加壓 在堆焊完一層，TiCFe金屬陶瓷焊條的焊頭剛剛離開金屬基體時，立即用平頭小錘錘擊堆焊部位，即對堆焊層進行加壓，加壓方式為沿堆焊層的輪廓由周邊向中心進行， 步驟五、焊后處理 堆焊結(jié)束后，立即將工件放入事前準(zhǔn)備好的熱砂子中緩冷， 步驟六、磨削加工 如果對表面粗糙度有要求，可用金剛石砂輪對堆焊的金屬陶瓷涂層表面磨削加工。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種手工氬弧焊輔助自蔓延堆焊金屬陶瓷隨焊錘擊加壓方法，所述方法包括以下工藝步驟一、清理金屬基體表面；二、焊前預(yù)熱；三、堆焊在金屬基體表面用自蔓延金屬陶瓷焊條逐層進行堆焊，堆焊工藝參數(shù)為采用直流電流，電壓V120-160V；電流I200A，氬氣保護，金屬陶瓷焊條直徑φ5mm，上下連續(xù)堆焊3-5層，四、邊堆焊邊加壓在堆焊完一層，TiCFe金屬陶瓷焊條的焊頭剛剛離開金屬基體時，立即用平頭小錘錘擊堆焊部位，即對堆焊層進行加壓，加壓方式為沿堆焊層的輪廓由周邊向中心進行，五、焊后處理堆焊結(jié)束后，立即將工件放入事前準(zhǔn)備好的熱砂子中緩冷。
文檔編號B23K9/16GK102825363SQ20121033375
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月11日
發(fā)明者陳威, 陳大智, 譚佃龍, 朱丹, 高一翔, 杜保達, 郭永年, 張保國 申請人:江陰東大新材料研究院