[发明专利]一种提高等离子弧堆焊耐磨性的生产方法

说明书

技术领域：

本发明是涉及等离子弧堆焊焊接加工方法的改进。

背景技术：

磨损是材料三种主要失效形式之一，它所造成的经济损失是十分巨大的。 在美国国家材料政策委员会向美国国会提出的一份报告中指出：由于摩擦磨损 引起的损失，使美国经济每年支付1000亿美元的巨额资金，这项损失中的材 料部分约为200亿美元；在1996年前联邦德国的一次调查中指出：由于摩擦 磨损造成的损失估计为387亿马克；在英国，由于摩擦磨损造成的经济损失每 年至少为51500万英镑以上，相当于1965年国民生产总值的1.1％。我国对摩 擦磨损造成的经济损失进行了全面彻底的调查分析，指出此项损失至少每年占 国民生产总值的1.8％。由三菱重工业株式会社的松井整数申请的专利：用于 粉末等离子体堆焊熔接的粉末材料及粉体等离子体堆焊熔接金属，申请号为 99801813.9，主要是通过调节堆焊合金粉末的成分来改善堆焊层的性能，使得 堆焊合金粉末的应用环境得到了扩展，并得到了良好的堆焊层性能。但是由于 此专利是改变堆焊合金粉末的成分，而现在金属粉末的价格大幅上升，所以这 使堆焊成本上升，限制了发明的应用和推广。

发明内容：

本发明是在常用的堆焊合金的基础上，通过外加磁场改变堆焊层的结晶过 程，控制堆焊层中硬质相的分布形态，进而提高堆焊层的耐磨性能。

本发明采用如下技术方案，本发明包括电源装置，其特征在于电源装置通 过导线同支撑框架内的线圈相连；等离子弧焊枪在线圈产生的磁力线作用下进 行焊接。

本发明的有益效果：

1、可以通过磁场的电磁搅拌作用，有效的细化堆焊层的组织，使得组织 均匀细化，提高堆焊层整体的物理性能。

2、通过磁场的电磁作用，控制堆焊层中硬质相的数量、大小、形状和分 布形态，并使得硬质相的断面六边形垂直于堆焊层表面，提高堆焊层的整体耐 磨性能。

附图说明：

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的A-A剖视图。

具体实施方式：

本发明包括电源装置1，电源装置1通过导线7同支撑框架6内的线圈5 相连；等离子弧焊枪8在线圈5产生的磁力线作用下进行焊接。

可在线圈5内设置矽钢片10；以此增加磁场强度。

将线圈5套在同电缆9相连的等离子弧焊枪8的外表面并用支撑框架6固 定在相应的进给装置上，本发明的线圈5的整体放置在工件4的正上方，并根 据需要调节两者之间的距离。使用时，首先接通焊机设备的电源装置1，启动 焊机，随后打开磁场电源装置1的开关2使线圈5通电并产生相应的磁场，然 后让等离子弧焊枪8与工件4接触进行起弧3，随后通过移动等离子弧焊枪8 对工件4进行焊接。在焊接的过程中，等离子弧焊枪8和工件4的焊缝始终处 在磁场之中。

表1最佳焊接工艺参数

表2-表12是不同磁场参数下堆焊层的性能变化

表2不同磁场参数作用下的接头性能

表3磁场频率f＝5Hz，堆焊层金属硬度和磨损量随磁场的变化

表4磁场频率f＝10Hz，堆焊层金属硬度和磨损量随磁场的变化

表5磁场频率f＝15Hz，堆焊层金属硬度和磨损量随磁场的变化

表6磁场频率f＝20Hz，堆焊层金属硬度和磨损量随磁场的变化

表7直流磁场作用下，堆焊层金属硬度和磨损量随磁场电流的变化

表8磁场电流I＝1A时，不同的磁场频率作用下堆焊层的硬度和磨损量

表9磁场电流I＝2A时，不同的磁场频率作用下堆焊层的硬度和磨损量

表10磁场电流I＝3A时，不同的磁场频率作用下堆焊层的硬度和磨损量

表11磁场电流I＝4A时，不同的磁场频率作用下堆焊层的硬度和磨损量

表12磁场电流I＝5A时，不同的磁场频率作用下堆焊层的硬度和磨损量