专利名称：锌基合金的钨极氩弧焊工艺的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种模用锌基合金的焊接工艺，尤其涉及一种锌基合金的钨极氩弧焊工艺。
背景技术：
锌基合金在铸造过程中，废品率一般为6 12%,既有表面缺陷也有内部缺陷，表面缺陷主要是表面孔洞、表面凹陷；内部缺陷主要是内部气孔、縮孔、疏松、夹杂物等，缺陷尺寸一般不大(和铸铁相比)，但需要修复的缺陷量多；在使用过程中产生的缺陷尺寸一般较大，修复每个缺陷的焊接工作量大，因此需要一种既能保证焊接质量又能投资少、成本低、生产率高的焊接方法。
另外由于锌基合金具有导热性强，线膨胀系数大，熔点低，高温强度低等特点；再加上锌容易蒸发，因此给焊接带来一定的困难。
钩极氩弧焊的热量比较集中，热影响区小，焊接变形及应力小，可焊的材料范围广，特别适宜化学性质比较活泼的金属及其合金，常用来焊接铝、镁、铜及其合金；氩气的保护性能优良，再加上"阴极破碎"作用，在焊接铝及其合金时，可以不用焊剂，而通过电弧去除表面氧化膜。钨极氩弧焊和熔化极氩弧焊相比，电弧功率小，热输入少，用它焊接锌基合金，可以减少锌的蒸发。另外钨极氩弧焊在生产中应用较广，再加上对锌基合金焊丝尺寸的要求不高，容易推广应用。
通过试验发现，当电流为交流电时，"阴极破碎"作用虽然可部分去除表面氧化膜，形成熔合较好的焊缝，但锌的蒸发十分严重，产生大量的含有锌蒸汽的烟雾，对人体健康产生不利的影响。这是因为钨极氩弧焊的温度高(和氧一乙炔气焊相比)，锌很容易蒸发，而锌的蒸发又改变了弧柱气氛中的成分，降低了氩气的保护效果，使一些合金元素氧化烧损，形成大量的烟雾。为解决这个问题，必须在焊接时加入焊剂，才能使锌的蒸发量大大降低。
发明内容
本发明的目的就是为了解决目前锌基合金在不易焊接，传统钨极氩弧焊无法直接用于锌基合金的问题，提供一种具有方法简单，焊接质量好，符合焊接质量要求等优点的锌基合金的钨极氩弧焊工艺。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案
一种锌基合金的钨极氩弧焊工艺，它的步骤为-
1) 进行焊前准备和焊前清理；对于壁厚大于8ram的工件进行预热，壁厚小于8咖的工件无需预热；
2) 焊接采用钨极氩弧焊，用左焊法减少熔池过热；
3) 焊后清理将焊后留在焊缝及附近的残存焊剂及其反应产物清理干净。所述步骤l)中，对于壁厚大于8mm工件的预热温度在100'C 140'C;采用氧一乙炔焰
进行局部预热或其他方法进行整体预热。
所述步骤1)中，焊前准备过程为坡口加工，即对于焊补的工件，首先对工件上的缺陷进行清理加工，用砂轮或其他工具对夹杂物、气孔、縮孔、疏松缺陷进行清理，然后将待焊处加工成U型坡口；对于连接的工件则应将坡口加工成V型。
所述步骤1)中，焊前清理为首先用机械方法对表面进行清理，再用丙酮或酒精进行清洗，然后用热风对工件进行干燥处理，处理好的工件应马上进行焊接，以防工件再次受到污染。
所述步骤2)中，焊接的具体过程为采用交流钩极氩弧焊，焊接电流为50 80A,电弧电压18 22V，焊接速度为4 12m/h,氩气流量为5 10 L/min,钨极为铈钨级，焊剂采用混合焊剂，填充材料为和母材同质的焊棒；采用左焊法，焊嘴与工件表面的倾斜角应保持在30° 80°,为了便于操作，焊棒与工件表面的倾角应为20° 60° ,且焊棒要在焊嘴的前方
3边熔化边送进，焊接结束时，为防止烧穿或塌陷，应迂回收弧，并把弧坑填满；对接焊时要在背面使用垫板。
所述混合焊剂各成分按m计KC1 25 40%， LiCl 15 25% , KF5 20%, ZnCl215~30%。所述步骤3)中，焊后清理过程为焊完后要对焊缝及其周围的焊剂残渣和反应产物及
时进行清理，可用毛刷在流水中进行冲刷。
本发明经过反复试验，确定焊接时厚度小于8mra的工件可以不进行预热，厚度大于8mm
时要进行局部或整体预热，预热温度一般不低于100'C,这样在预热后涂抹焊剂时，焊剂中
的水分能够蒸发掉，减少对焊接的不利影响；应选用小的线能量，减少热的输入，防止锌的
蒸发。钨极氩弧焊的焊接工艺参数见表1。
表1 钨极氩弧焊的焊接工艺参数
电流种类钨极直径 (ram)焊接电流 (A)焊棒直径 C咖)氩气流量 (L/min)焊接速度 (m/h)
交流1.6 3.250 802. 4 3. 25 104 12
1、 填充材料的选用
根据锌基合金的特性及焊接性分析，结合生产实际情况，我们决定选用和母材同质的填
充材料，铸成直径为<1)2.4 3.2咖的焊棒。由于砂型铸造时焊棒上的沙子清除比较困难，最好用金属型铸造。铸造好的焊棒应放在阴凉干燥处，使用前表面应涂抹焊剂，以去除其表面氧化膜。通过试验证明，用同质填充材料，虽然悍缝的锌含量和母材相比稍有下降，但焊接接头的力学性能和焊缝的耐腐蚀性完全能满足使用要求，而且同质填充材料便于生产，有利于推广应用。
2、 焊剂的研制钨极氩弧焊焊剂
钨极氩弧焊焊剂的主要组元为氯化物KC1、 LiCl、 ZnCl2和氟化物KF，焊剂的主要作用是去除表面氧化膜和保护焊接熔池。氩弧焊焊剂除应具有合适的熔点、较好的流动性和好的去膜效果外，还应能够使电弧稳定燃烧、飞溅少、焊缝成型美观、锌的蒸发少等。通过试验发现，钨极氩弧焊焊剂的LiCl的含量可以比气焊焊剂低，这样可以降低焊剂的成本，但LiCl含量太低会使电弧的稳定性下降，影响焊缝成型；ZnCl2虽然可以往焊缝中过渡少量的Zn，以补充锌的蒸发，但ZnCL含量太高时，焊接过程中会产生大量的飞溅，严重时电弧不能稳定燃烧，因此ZnCl2的含量不能太高；KC1和KF的含量也要适中，含量太高时，会使焊剂的熔点
升高，粘度增大，焊接时容易产生夹渣(杂)、气孔等缺陷。经过反复试验，最后确定了钩极氩弧焊焊剂的配方，见表2。
表2钨极氩弧焊焊剂的成分WTO
焊剂 组分 及含量KC1ZnCl2LiClKF
25 4015 3015 255 20
试验结果表明，钨极氩弧焊时加入焊剂，可以降低锌的蒸发，对此的解释是，由于焊剂的熔点低于锌的沸点，比重比锌基合金小，焊剂熔化后浮在熔池表面，形成一层保护膜，当温度达到锌的沸点时，它可以阻止锌的蒸发。锌基合金焊接工艺要点-
1、焊前准备
焊前清理锌基合金焊接时，焊前应严格清理工件焊接区的氧化膜及油污，清除质量将
4直接影响焊接接头质量和性能，否则容易产生焊缝气孔、夹渣、未熔合等缺陷，影响焊接接头的性能。生产上可采用化学清洗和机械清理两种方法。
焊前预热簿、小工件一般不用预热，对于厚大件，为了使焊口附近达到所需的焊接温度，以减少变形、气孔等，焊前应进行预热。 一般预热温度为120±10C可以用氧一乙炔火焰、电炉等进行局部或整体加热。
另外由于锌基合金的高温强度很低，液体流动性好，从液态到固态没有颜色变化，给操作带来一定的困难，焊接时极易使熔池金属过热而下榻，为保证焊透又不致塌陷，必要时使用垫板来托住熔化金属及附近金属，垫板可用石墨板、不锈钢板等。
2、 焊接工艺特点
锌基合金焊接时kr防止出现未焊透或未熔合现象，坡口型式应为U型或不对称的X型为防止锌的蒸发，焊接时尽量减少热的输入并加强保护，钨极氩弧焊时选用小的线能量和使
用焊剂；采用左焊法减少熔池过热等。
3、 淳后清理
焊后留在焊缝及附近的残存焊剂和及其反应产物，需要及时清理干净，否则会对工件产生腐蚀。清理的方法，可以把工件放在流动的水中冲刷。
本发明的有益效果是熔合良好、无缺陷的焊缝，又能使锌的蒸发量少，生产成本低，操作简单，易于推广应用。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。实施例h
一种锌基合金的钩极氩弧焊工艺，它的步骤为
1) 焊前准备
进行焊前清理；对于壁厚大于8咖的工件进行预热，壁厚小于8mra的工件无需预热；预热温度在IO(TC;采用氧一乙炔焰进行局部预热或采用现有技术的炉内整体预热或其他的现有技术中的整体预热方式。焊前准备过程为坡口加工对于焊补的工件，首先对工件上的缺陷进行清理加工，用砂轮或其他工具对夹杂物、气孔、缩孔、疏松等缺陷迸行清理，然后将待焊处加工成U型坡口；对于连接的工件应将坡口加工成V型；
焊前清理首先用机械方法对表面进行清理，再用丙酮或酒精进行清洗，然后用热风对工件进行干燥处理，处理好的工件不要放置时间太长，应马上进行焊接，以防工件再次受到污l
2) 焊接方法
采用钩极氩弧焊，用左焊法减少熔池过热；焊接的具体过程为采用交流钨极氩弧焊，焊接电流为50A,电弧电压18V，为焊接速度为4m/h，氩气流量为5L/min,钨极为铈钨级，焊剂采用混合焊剂，填充材料为和母材同质的焊棒；采用左焊法，焊嘴与工件表面的倾斜角应保持在30°,为了便于操作，焊棒与工件表面的倾角应为20° ，且焊棒要在焊嘴的前方边熔化边送进，焊接结束时，为防止烧穿或塌陷，应迂回收弧，并把弧坑填满；对接焊时要在背面使用垫板。焊剂成分按WT免计:KC1 25%， LiCl 25% ， KF20%， ZnCl230%。
3) 焊后清理
将焊后留在焊缝及附近的残存焊剂及其反应产物清理干净，可用毛刷在流水中进行冲刷。
实施例2:
一种锌基合金的钨极氩弧焊工艺，它的步骤为1)焊前准备
进行焊前清理；对于壁厚大于8mm的工件进行预热，壁厚小于8mm的工件无需预热；预热温度在12(TC;采用氧一乙炔焰进行局部预热或采用现有技术的炉内整体预热或其他的现
有技术中的整体预热方式。焊前准备过程为坡口加工对于焊补的工件，首先对工件上的缺陷进行清理加工，用砂轮或其他工具对夹杂物、气孔、缩孔、疏松等缺陷进行清理，然后将待焊处加工成U型坡口；对于连接的工件应将坡口加工成V型；
焊前清理首先用机械方法对表面进行清理，再用丙酮、酒精进行清洗，然后用热风对工件进行干燥处理，处理好的工件不要放置时间太长，应马上进行焊接，以防工件再次受到污染。
2) 焊接方法
采用钨极氩弧焊，用左焊法减少熔池过热；焊接的具体过程为采用交流钨极氩弧焊，焊接电流为70A,电弧电压20V，为焊接速度为8m/h,氩气流量为8L/min,钨极为铈钨级，焊剂采用混合焊剂，填充材料为和母材同质的焊棒；采用左焊法，焊嘴与工件表面的倾斜角应保持在60°，为了便于操作，焊棒与工件表面的倾角应为40° ,且焊棒要在焊嘴的前方边熔化边送进，焊接结束时，为防止烧穿或塌陷，应迂回收弧，并把弧坑填满；对接焊时要在背面使用垫板。焊剂成分按m计KC1 35%， LiCl 15% ， KF20%, ZnCl230%。
3) 焊后清理
将焊后留在焊缝及附近的残存焊剂和及其反应产物清理干净，可用毛刷在流水中进行冲刷。
实施例3:
一种锌基合金的钩极氩弧焊工艺，它的步骤为
1) 焊前准备-
进行焊前清理；对于壁厚大于8mm的工件进行预热，壁厚小于8mm的工件无需预热；预热温度在14(TC;采用氧一乙炔焰进行局部预热或采用现有技术的炉内整体预热或其他的现
有技术中的整体预热方式；焊前准备过程为坡口加工对于焊补的工件，首先对工件上的
缺陷进行清理加工，用砂轮或其他工具对夹杂物、气孔、縮孔、疏松等缺陷进行清理，然后
将待焊处加工成U型坡口 ；对于连接的工件应将坡口加工成V型；
焊前清理首先用机械方法对表面迸行清理，再用丙酮或酒精进行清洗，然后用热风对工件进行干燥处理，处理好的工件不要放置时间太长，应马上进行焊接，以防工件再次受到污染。
2) 彈接方法，
采用钨极氩弧焊，用左焊法减少熔池过热；焊接的具体过程为采用交流钩极氩弧焊，焊接电流为80A，电弧电压22V,为焊接速度为12m/h，氩气流量为10L/min,钨极为铈钨级，焊剂采用混合焊剂，填充材料为和母材同质的焊棒；采用左焊法，焊嘴与工件表面的倾斜角应保持在80°,为了便于操作，焊棒与工件表面的倾角应为60° ,且焊棒要在焊嘴的前方边熔化边送进，焊接结束时，为防止烧穿或塌陷，应迂回收弧，并把弧坑填满；对接焊时要在背面使用垫板。焊剂成分按WTO计KC1 40%, LiCl 25% , KF5%, ZnCl230%。
3) 焊后清理
将焊后留在焊缝及附近的残存焊剂及其反应产物清理干净，可用毛刷在流水中进行冲刷。
实施例4:
一种锌基合金的钨极氩弧焊工艺，它的步骤为-
1) 焊前准备
进行焊前清理；对于壁厚大于8mm的工件进行预热，壁厚小于8腿的工件无需预热；预热温度在ll(TC;采用氧一乙炔焰进行局部预热或采用现有技术的炉内整体预热或其他的现有技术中的整体预热方式。焊前准备过程为坡口加工对于焊补的工件，首先对工件上的缺陷进行清理加工，用砂轮或其他工具对夹杂物、气孔、缩孔、疏松等缺陷进行清理，然后将待焊处加工成U型坡口；对于连接的工件应将坡口加工成V型；
焊前清理首先用机械方法对表面进行清理，再用丙酮或酒精进行清洗，然后用热风对工件进行干燥处理，处理好的工件不要放置时间太长，应马上进行焊接，以防工件再次受到污染。
2) 焊接方法采用钨极氩弧焊，用左焊法减少熔池过热；焊接的具体过程为采用交流钨极氩弧焊， 焊接电流为60A,电弧电压19V，为焊接速度为6m/h,氩气流量为6L/min，钨极为铈钩级， 焊剂采用混合焊剂，填充材料为和母材同质的焊棒采用左焊法，焊嘴与工件表面的倾斜角 应保持在40°,为了便于操作，焊棒与工件表面的倾角应为30° ,且焊棒要在焊嘴的前方边 熔化边送进，焊接结束时，为防止烧穿或塌陷，应迂回收弧，并把弧坑填满；对接焊时要在 背面使用垫板。焊剂成分按WT")6计KC1 40%, LiCl 25% , KF 20%, ZnCl215%。
3)焊后清理
将焊后留在焊缝及附近的残存焊剂和及其反应产物清理干净，可用毛刷在流水中进行冲刷。
实施例5: 、 一种锌基合金的钨极氩弧焊工艺，它的步骤为
1) 焊前准备
进行焊前清理；对于壁厚大于8mm的工件进行预热，壁厚小于8mm的工件无需预热；预 热温度在130'C;采用氧一乙炔焰进行局部预热或采用现有技术的炉内整体预热或其他的现
有技术中的整体预热方式。焊前准备过程为坡口加工对于焊补的工件，首先对工件上的
缺陷进行清理加工，用砂轮或其他工具对夹杂物、气孔、縮孔、疏松等缺陷进行清理，然后
将待焊处加工成U型坡口 ；对于连接的工件应将坡口加工成V型；
焊前清理首先用机械方法对表面进行清理，再用丙酮或酒精进行清洗，然后用热风对 ;件进行干燥处理，处理好的工件不要放置时间太长，应马上进行焊接，以防工件再次受到 污染。
2) 焊接方法
采用钨极氩弧悍，用左焊法减少熔池过热；焊接的具体过程为采用交流钨极氩弧焊， 焊接电流为65A,电弧电压21V，为焊接速度为9m/h,氩气流量为9L/min，钨极为铈钨级， 焊剂采用混合焊剂，填充材料为和母材同质的焊棒；采用左焊法，焊嘴与工件表面的倾斜角 应保持在50°,为了便于操作，焊棒与工件表面的倾角应为50° ，且焊棒要在焊嘴的前方边 熔化边送进，焊接结束时，为防止烧穿或塌陷，应迂回收弧，并把弧坑填满；对接焊时要在 背面使用垫板。焊剂成分按Wm计KC1 30%， LiCl 20% ， KF20%， ZnCl230%。
3) 焊后清理
将焊后留在焊缝及附近的残存焊剂及其反应产物清理干净，可用毛刷在流水中进行冲刷。
实施例6:
一种锌基合金的钨极氩弧焊工艺，它的步骤为-
1) 焊前准备
进行焊前清理；对于壁厚大于8mm的工件进行预热，壁厚小于8mm的工件无需预热；预 热温度在125°C;采用氧一乙炔焰进行局部预热或采用现有技术的炉内整体预热或其他的现 有技术中的整体预热方式。焊前准备过程为坡口加工对于焊补的工件，首先对工件上的
缺陷进行清理加工，用砂轮或其他工具对夹杂物、气孔、缩孔、疏松等缺陷进行清理，然后
将待焊处加工成U型坡口；对于连接的工件应将坡口加工成V型；
焊前清理首先用机械方法对表面进行清理，再用丙酮或酒精进行清洗，然后用热风对 工件进行干燥处理，处理好的工件不要放置时间太长，应马上进行焊接，以防工件再次受到 污染。
2) 焊接方法
采用钨极氩弧焊，用左焊法减少熔池过热；焊接的具体过程为采用交流钨极氩弧焊， 焊接电流为75A,电弧电压21V,为焊接速度为10m/h，氩气流量为10L/min，钩极为铈钩级， 焊剂采用混合焊剂，填充材料为和母材同质的焊棒；采用左焊法，焊嘴与工件表面的倾斜角 应保持在70°，为了便于操作，焊棒与工件表面的倾角应为40° ,且焊棒要在焊嘴的前方边 熔化边送进，焊接结束时，为防止烧穿或塌陷，应迂回收弧，并把弧坑填满；对接焊时要在背面使用垫板。焊剂成分按rre计KC1 35%, LiCl 20% , KF20%, ZnCl225%。 3)煤后清理.
将焊后留在^缝及附近的残存焊剂和及其反应产物清理干净，可用毛刷在流水中进行冲刷。
实施例7: 实施例1:
一种锌基合金的钩极氩弧焊工艺，它的步骤为
1) 焊前准备-
进行焊前清理；对于壁厚大于8咖的工件进行预热，壁厚小于8mra的工件无需预热；预 热温度在135^;采用氧一乙炔焰进行局部预热或釆用现有技术的炉内整体预热或其他的现 有技术中的整体预热方式。焊前准备过程为坡口加工对于焊补的工件，首先对工件上的 缺陷进行清理加工，用砂轮或其他工具对夹杂物、气孔、縮孔、疏松等缺陷进行清理，然后 将待焊处加工成U型坡口；对于连接的工件应将坡口加工成V型；
焊前清理首先用机械方法对表面进行清理，再用丙酮或酒精进行清洗，然后用热风对 工件进行干燥处理，处理好的工件不要放置时间太长，应马上进行焊接，以防工件再次受到 污染。
2) 焊接方法
采用钨极氩弧焊，用左焊法减少熔池过热；焊接的具体过程为采用交流钨极氩弧焊， 焊接电流为55A，电弧电压22V，为焊接速度为llm/h，氩气流量为11L/min，钨极为铈钨级， 焊剂采用混合焊剂，填充材料为和母材同质的焊棒；采用左焊法，焊嘴与工件表面的倾斜角 应保持在75。，为了便于操作，焊棒与工件表面的倾角应为50° ，且焊棒要在焊嘴的前方边 熔化边送进，焊接结束时，为防止烧穿或塌陷，应迂回收弧，并把弧坑填满；对接焊时要在 背面使用垫板。焊剂成分按WTO计KC1 34%, LiCl 23% ， KF15%, ZnCl228%。
3) 焊后清理-
将焊后留在焊缝及附近的残存焊剂和及其反应产物清理干净，可用毛刷在流水中进行冲刷。
权利要求
1.一种锌基合金的钨极氩弧焊工艺，其特征是，它的步骤为1)进行焊前准备和焊前清理；对于壁厚大于8mm的工件进行预热，壁厚小于8mm的工件无需预热；2)焊接采用钨极氩弧焊，用左焊法减少熔池过热；3)焊后清理将焊后留在焊缝及附近的残存焊剂及其反应产物清理干净。
2. 如权利要求1所述的锌基合金的钨极氩弧焊工艺，其特征是，所述步骤1)中，对于壁厚大于8咖工件的预热温度在100'C 14(TC,并采用氧一乙炔焰进行局部预热或其他方法进行整体预热。
3. 如权利要求1所述的锌基合金的钩极氩弧焊工艺，其特征是，所述步骤1)中，焊前准备过程为坡口加工，即对于焊补的工件，首先对工件上的缺陷进行清理加工，用砂轮或其他工具对夹杂物、气孔、缩孔、疏松缺陷进行清理，然后将待焊处加工成U型坡口；对于连接的工件则应将坡口加工成V型。
4. 如权利要求1所述的锌基合金的钨极氩弧焊工艺，其特征是，所述步骤l)中，焊前清理为首先用机械方法对表面进行清理，再用丙酮或酒精进行清洗，然后用热风对工件进行干燥处理，处理好的工件应马上进行焊接，以防工件再次受到污染。
5. 如权利要求1所述的锌基合金的钩极氩弧焊工艺，其特征是，所述步骤2)中，焊接的具体过程为采用交流钨极氩弧焊，焊接电流为50 80A，电弧电压18 22V，焊接速度为4~12m/h,氩气流量为5 10 L/min，钨极为铈钨级，焊剂采用混合焊剂，填充材料为和母材同质的焊棒；采用左焊法，焊嘴与工件表面的倾斜角应保持在30° 80°，为了便于操作，焊棒与工件表面的倾角应为20。 60° ，且焊棒要在焊嘴的前方边熔化边送进，焊接结束时，为防止烧穿或塌陷，应迂回收弧，并把弧坑填满；对接焊时要在背面使用垫板。
6. 如权利要求4所述的锌基合金的钨极氩弧焊工艺，其特征是，所述混合焊剂各成分按WTW计KC1 25 40%， LiCl 15 25% ， KF5 20%， ZnCl215 30%。
7. 如权利要求1所述的锌基合金的钨极氩弧焊工艺，其特征是，所述步骤3)中，焊后清理过程为焊完后要对焊缝及其周围的焊剂残渣和反应产物应及时进行清理，可用毛刷在流水中进行冲刷。
全文摘要
本发明公开了一种锌基合金的钨极氩弧焊工艺。它解决了目前锌基合金存在不易焊接，传统钨极氩弧焊无法直接用于锌基合金焊接的问题，具有方法简单，焊接质量好，符合焊接接头使用性能要求等优点，其步骤为1)焊前准备进行焊前清理；对于厚度大于8mm的工件进行预热，厚度小于8mm的工件无需预热；2)焊接方法采用钨极氩弧焊，用左焊法减少熔池过热；3)焊后清理将焊后留在焊缝及附近的残存焊剂和及其反应产物清理干净。
文档编号B23K9/095GK101549430SQ20091001508
公开日2009年10月7日 申请日期2009年5月8日 优先权日2009年5月8日
发明者刘秀忠 申请人:山东大学