一種鎳基合金帶材拼卷焊接的引熄弧裝置及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種鎳基合金帶材拼卷焊接的引熄弧裝置包括固定板、引弧板和熔池填充件，固定板包括兩塊方形板，每個方形板上均設有兩個平行滑槽，每個滑槽內設有至少兩個螺栓，兩個方形板通過螺栓和滑槽活動連接，螺栓上設有旋緊螺母；引弧板為兩塊使用帶材的切頭制成寬為15~25mm，長度不小于200mm的長方形條，熔池填充件使用與帶材匹配的焊絲制備，折疊加工成十字結構。本發(fā)明解決了鎳合金帶材焊接過程中引熄弧造成的焊縫頭尾質量缺陷，帶材在焊接時不需要對焊接接頭部位加工，僅需簡單修磨，提高該部位的加工性能使焊縫尤其是引熄弧部位表面美觀、成分穩(wěn)定、組織均勻、性能良好，在后續(xù)軋制、退火等過程中能保證焊縫加工性能，提高生產效率和產品合格率。
【專利說明】一種鎳基合金帶材拼卷焊接的引熄弧裝置及其使用方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種焊接裝置和方法，特別涉及一種鎳基合金帶材拼卷焊接的引熄弧裝置及其使用方法。
【背景技術】
[0002]鎳基合金由于其特殊的物理性能，具有生產高性能、多用途的特點，每種產品都有其專有性能，如導電性能、膨脹性能、磁性能、耐蝕性能、耐高溫性能等，用于電子、化工、航空航天、核能等高端領域，這些性能要求其鋼材內部純凈度非常高，以保證其產品加工性能和物理特性；在現(xiàn)有的鎳基合金產業(yè)中有4?12mm的帶材,也有薄至0.1mm的薄帶,產品規(guī)格品種繁多，但是所有的這些產品都存在單重小的問題，在使用過程中需要將小卷拼焊成大卷；所以焊縫質量成為影響后續(xù)加工性能的重要指標。
[0003]焊接工程中因為引熄弧階段電流電壓不穩(wěn)而造成焊接氣孔、夾渣、未融合等焊縫質量問題，目前采用的解決手段主要為修磨剔除缺陷部位或增加引熄弧板。修磨剔除方法工作量大，容易影響焊件的整體要求，而且大多數(shù)焊件由于其自身結構限制不允許采用此方法，所以，引熄弧裝置成為解決以上問題的主要手段。
[0004]在檢索過程中發(fā)現(xiàn)引熄弧裝置和方法主要用于鋼鐵和銅材等材料的焊接，同時焊接后，焊件不能再加工或大變形，一般狀態(tài)下能夠保證引熄弧部位質量無氣孔、夾雜、未熔合等缺陷形成，滿足整體性能最低要求即可。而現(xiàn)有鎳基合金帶材產品結構的不斷拓展，深加工要求越來越高，在經拼焊連接后進行后續(xù)軋制、退火等再加工，加工變形量達到90%以上，最高甚至超過99%，變形量極大。不僅要求要保證焊縫美觀，達到整體性能要求，而且通過該引熄弧方法和裝置使焊縫頭尾性能要優(yōu)于焊縫其他部位，達到整體焊接性能要求的上限，滿足后續(xù)大變形量的加工要求，保證產品成材率和合格率，避免在生產過程中發(fā)生斷帶，造成生產事故。
[0005]通過對鎳基合金焊接性能研究，發(fā)現(xiàn)在焊縫結晶時鎳基合金線膨脹系數(shù)大，焊接時易產生較大的應力，固液相對溫度間距小，流動性偏低，焊縫引熄弧部位受力復雜性和自身脆弱性能是最關鍵的影響因素，因此目前的引熄弧裝置和方法都不能很好的適應鎳基合金帶材拼卷焊接的技術要求。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種基于鎳基合金的引弧板應用現(xiàn)狀、產品深加工要求以及特殊用途和焊接性能等特點，發(fā)明一種鎳基合金帶材拼卷焊接的引熄弧裝置及其使用方法。
[0007]為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種鎳基合金帶材拼卷焊接的引熄弧裝置包括固定板、引弧板和熔池填充件，所述固定板包括兩塊方形板，每個方形板上均設有兩個平行滑槽，每個滑槽內設有至少兩個螺栓，兩個方形板通過螺栓和滑槽活動連接，螺栓上設有旋緊螺母；所述引弧板為兩塊使用帶材的切頭制成寬為15?25mm，長度不小于200mm的長方形條，所述熔池填充件使用與帶材匹配的焊絲制備，折疊加工成十字結構。
[0008]優(yōu)選的，所述引弧板各端面修磨平整平齊，與焊縫結合部修磨后用丙酮清洗，去除油污。
[0009]優(yōu)選的，所述熔池填充件折彎過程中保證折彎點無弧度，鄰邊貼緊，整體結構處于同一平面內，中間部位無凸起、翹曲缺陷。
[0010]優(yōu)選的，所述鎳基合金帶材拼卷焊接的引熄弧裝置的使用方法包括:
兩塊引弧板端面與焊接帶卷焊縫部位端面對齊嚙合，使兩塊引弧板接縫與帶卷接縫保持一條直線；
將固定板上的旋緊螺母擰緊，固定好引弧板后端，引弧板與卷帶在接觸端面部位形成十字型接頭；
將熔池填充件放置在引弧板與卷帶形成的十字型接頭處，長側沿焊縫方向，短側垂直焊縫；
起弧時，從熔池填充件前方開始，熄弧時，待弧柱通過熔池填充件后方可熄弧，焊接操作完成后，將固定板取下；
對接頭部位簡單修磨，保證邊部平齊。
[0011]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明基于鎳基合金的引弧板應用現(xiàn)狀、產品深加工要求以及特殊用途和焊接性能等特點，提供了一種鎳基合金帶材拼卷焊接的引熄弧裝置及其使用方法，解決了全自動弧焊在對鎳合金帶材焊接過程中引熄弧造成的焊縫頭尾質量缺陷，保證帶材在焊接時不需要對焊接接頭部位加工，僅需簡單修磨，提高該部位的加工性能使焊縫尤其是引熄弧部位表面美觀、成分穩(wěn)定、組織均勻、性能良好，同時在后續(xù)軋制、退火等過程中能保證焊縫加工性能，提高生產效率和產品合格率。
[0012]本發(fā)明提供的引熄弧焊接方法和裝置，在自動焊接和手動焊接過程中均可使用，適應不同規(guī)格、材質的鎳基合金帶材焊接及加工要求，就地取材，操作簡便，廢棄料可以回收再利用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明固定板的結構示意圖；
圖2為本發(fā)明圖1的側視機構示意圖；
圖3為本發(fā)明引弧板的結構示意圖；
圖4為本發(fā)明熔池填充件的結構示意圖；
圖5為本發(fā)明使用狀態(tài)圖；
其中:1、方形板，2、螺栓，3、滑槽，4、旋緊螺母，5、引弧板，6、熔池填充件，7、鎳基合金帶材。
【具體實施方式】
[0014]如圖1至圖2所示，一種鎳基合金帶材拼卷焊接的引熄弧裝置包括固定板、引弧板和熔池填充件，固定板:80 X 80 X 5mm方形板I不銹鋼板兩塊,在靠近方形板I兩邊部加工孔，孔徑為6mm，孔距為64mm并連通成滑槽2，孔心與最近兩邊部距離分別為13mm、8mm。上下兩塊不銹鋼板孔口和滑槽2對齊，每個孔內穿入螺栓2兩支，分別靠向兩側。將兩塊引弧板5并排放入，并調整旋緊螺母4夾緊螺栓2，保證兩引弧板緊密貼合。
[0015]如圖3所示，引弧板5:每卷帶材焊接之前要進行切頭，保證焊接部位光滑平齊；在切頭廢料上切出寬度為15_25mm長方形板兩條作為引弧板，保證引弧板與焊接部位厚度、材料成分一致，而且長度與原帶卷寬度一樣，一般> 400mm，便于確定尺寸；對引弧板各端面修磨，保證平齊；與焊縫結合部位修磨后用丙酮清洗，去掉油污等雜質。
[0016]如圖4所示,熔池填充件6:選用對應鋼種的專用焊絲,截取120mm長,依次折疊加工成十字形，弓I熄弧方向為20mm，垂直方向為10mm，折疊部位配合緊密，整個十字件呈平面型。圖4中為了清晰表明結構在十字結構內留出來了空區(qū)，實際各折疊部和折彎部均要緊密貼合，熔池填充件總長為120mm，從中間對折，從對折頂端至20mm處為折彎點，兩邊垂直填充件身反方向折彎成直角，沿折彎點向兩邊IOmm處為對折點，將兩邊再進行對折，兩邊剩余部分從填充件中線點向下折彎成直角，形成熔池填充件的最終結構。折彎過程中要保證折彎點沒有弧度，相鄰邊部要貼緊，整體結構在一個平面上，中間部位不能出現(xiàn)凸起、翹曲等缺陷，保證熔池填充件在放置過程中與焊縫配合緊密。
[0017]以上三個工件的制作是為了以焊接合金Inconel690帶材、Ni201帶材和合金4J36帶材所適用的尺寸，應該明確說明的是，其他帶材焊接時可以適用該尺寸也可以做適應性調整，不應局限理解本發(fā)明的三個工件僅為所述尺寸。
[0018]下面結合具體實施例進一步說明本發(fā)明是如何實現(xiàn)的:
實施例1
焊接高溫耐蝕合金Inconel690帶材時,按照引弧板尺寸要求,從Inconel690帶材余頭上加工引弧板，利用Inconell52合金焊絲加工成熔池填充件，每次在前后帶卷焊接部位對正后，如圖5所示，將引熄弧裝置放上，讓引熄弧裝置的兩引弧板端面與焊接帶卷焊縫部位端面對齊嚙合，使兩引弧板接縫與帶卷接縫保持一條直線，并將引熄弧裝置固定板的螺栓抒緊，固定好引弧板后端。此時，在接觸端面部位形成十字型，將Inconell52合金焊絲加工成的熔池填充件放置在引弧板與焊件形成的十字接頭處，長側沿焊縫方向，短側垂直焊縫。起弧時，從熔池填充件前方開始，熄弧時，待弧柱過熔池填充件后方可熄弧，焊接操作完成后，將引熄弧裝置取下，并對接頭部位簡單修磨，保證邊部平齊，引熄弧裝置準備下次使用。由于引弧板使用過程產生損耗變短，待引弧板長度小于200mm時無法繼續(xù)使用，重新從該材質帶卷余頭上加工，按照上述要求繼續(xù)使用。
[0019]實施例2
焊接純鎳系列Ni201帶材時，按照引弧板尺寸要求，從Ni201帶材余頭上加工引弧板，利用NickelHl合金焊絲加工成熔池填充件，每次在前后帶卷焊接部位對正后，如圖5所示，將引熄弧裝置放上，讓引熄弧裝置兩引弧板端面與焊接帶卷焊縫部位端面對齊嚙合，使兩引弧板接縫與帶卷接縫保持一條直線，并將引熄弧裝置固定板螺栓擰緊，固定好引弧板后端。此時，在接觸端面部位形成十字型，將NickelHl合金焊絲加工成的熔池填充件放置在引弧板與焊件形成的十字接頭處，長側沿焊縫方向，短側垂直焊縫。起弧時，從熔池填充件前方開始，熄弧時，待弧柱過熔池填充件后方可熄弧，焊接操作完成后，將引熄弧裝置取下，并對接頭部位簡單修磨，保證邊部平齊，引熄弧裝置準備下次使用。由于引弧板使用過程產生損耗變短，待引弧板長度小于200mm時無法繼續(xù)使用，重新從該材質帶卷余頭上加工，按照上述要求繼續(xù)使用。
[0020]實施例3
焊接膨脹合金4J36帶材時，按照引弧板尺寸要求，從4J36帶材余頭上加工引弧板，利用WE600合金焊絲加工成熔池填充件，每次在前后帶卷焊接部位對正后，如圖5所示，將引熄弧裝置放上，讓引熄弧裝置兩引弧板端面與焊接帶卷焊縫部位端面對齊嚙合，使兩引弧板接縫與帶卷接縫保持一條直線，并將引熄弧裝置固定板螺栓擰緊，固定好引弧板后端。此時，在接觸端面部位形成十字型，將WE600合金焊絲加工成的熔池填充件放置在引弧板與焊件形成的十字接頭處，長側沿焊縫方向，短側垂直焊縫。起弧時，從熔池填充件前方開始，熄弧時，待弧柱過熔池填充件后方可熄弧，焊接操作完成后，將引熄弧裝置取下，并對接頭部位簡單修磨，保證邊部平齊，引熄弧裝置準備下次使用。由于引弧板使用過程產生損耗變短，待引弧板長度小于200mm時無法繼續(xù)使用，重新從該材質帶卷余頭上加工，按照上述要求繼續(xù)使用。
[0021]本發(fā)明是針對不同品種的鎳基合金帶材，利用焊接過程中帶卷余頭廢料和專用焊絲作為原材料加工成引弧耗材，引弧板規(guī)格上與帶卷一致，通過簡單處理結合緊密，材料成分一致不污染產品；起弧部位通過添加熔池填充件不但能保證填充飽滿，而且提高該部位的加工性能，由于該部位性能差且受力復雜，在加工過程中容易開裂，通過優(yōu)化成分、組織和外觀結構，滿足后續(xù)加工要求。該方法和裝置簡單、實用、可靠，保證了產品性能，減少了斷帶率，提高了焊接成材率以及后續(xù)產品合格率和生產效率，還可以回收利用，尤其是針對鎳基合金稀有金屬，減少浪費，對發(fā)展鎳基合金深加工產業(yè)有現(xiàn)實意義。
[0022]以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實例。應當指出對于本領域的普通技術人員來說，在本發(fā)明所提供的技術啟示下，作為本領域的公知常識，還可以做出其它等同變型和改進，也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種鎳基合金帶材拼卷焊接的引熄弧裝置包括固定板、引弧板和熔池填充件，其特征在于:所述固定板包括兩塊方形板，每個方形板上均設有兩個平行滑槽，每個滑槽內設有至少兩個螺栓，兩個方形板通過螺栓和滑槽活動連接，螺栓上設有旋緊螺母；所述引弧板為兩塊使用帶材的切頭制成寬為15?25mm，長度不小于200mm的長方形條，所述熔池填充件使用與帶材匹配的焊絲制備，折疊加工成十字結構。
2.根據(jù)權利要求1所述一種鎳基合金帶材拼卷焊接的引熄弧裝置，其特征在于:所述引弧板各端面修磨平整平齊，與焊縫結合部修磨后用丙酮清洗，去除油污。
3.根據(jù)權利要求1所述一種鎳基合金帶材拼卷焊接的引熄弧裝置，其特征在于:所述熔池填充件折彎過程中保證折彎點無弧度，鄰邊貼緊，整體結構處于同一平面內，中間部位無凸起、翹曲缺陷。
4.一種使用如權利要求1或2或3所述鎳基合金帶材拼卷焊接的引熄弧裝置的使用方法包括: 兩塊引弧板端面與焊接帶卷焊縫部位端面對齊嚙合，使兩塊引弧板接縫與帶卷接縫保持一條直線； 將固定板上的旋緊螺母擰緊，固定好引弧板后端，引弧板與卷帶在接觸端面部位形成十字型接頭； 將熔池填充件放置在引弧板與卷帶形成的十字型接頭處，長側沿焊縫方向，短側垂直焊縫； 起弧時，從熔池填充件前方開始，熄弧時，待弧柱通過熔池填充件后方可熄弧，焊接操作完成后，將固定板取下； 對接頭部位簡單修磨，保證邊部平齊。
【文檔編號】B23K9/00GK103817400SQ201410071075
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年2月28日 優(yōu)先權日:2014年2月28日
【發(fā)明者】楊志強, 王江, 李娟 , 孫光曦, 張東, 南宏強, 陳克選, 王奇, 陳韓鋒 申請人:金川集團股份有限公司