[发明专利]空心螺柱复合旋转弧热源焊接方法

说明书

技术领域

本发明属于在金属基体上的特种焊接技术，特别是一种采用感应及旋转电弧复合热源的在空心螺柱或螺母复合旋转弧热源焊接方法。

背景技术

在兵器装甲车辆车体和炮塔内、外部；船体船舱中；各种压力容器内外壁、及其它领域均广泛应用金属基体与钢、铝、不锈钢螺柱的焊接，许多螺柱采用了空心结构或是金属基体上焊接螺母。目前对于空心螺柱或螺母的焊接通常采用手工电弧焊、半自动气体保护焊方法，国外个别知名研究机构针对小直径不锈钢螺母开发了旋转电弧螺柱焊，对于空心钢螺柱、铝螺柱和中大直径不锈钢空心螺柱与钢基体的连接目前尚无有效的螺柱焊接工艺方法和装备。随着制造业的高速发展，空心螺柱的使用率越来越高，需要快速、高质量、高可靠、操作简便的螺柱焊接工艺方法，以满足现代化制造业的发展。

手工电弧焊接螺柱工艺是采用焊条和弧焊电源、由焊工运条、送进、人工旋转一周进行焊接的一种工艺方法，半自动熔化极气体保护焊接螺柱方法采用CO₂、Ar或Ar+CO₂混合气保护，由焊枪自动送进焊丝、人工移动焊枪一周进行焊接的一种工艺方法，手工电弧和半自动气体保护焊接螺柱虽具有操作简单，适用范围广泛等优点，但在焊接空心螺柱时都存在焊接结合面积少、强度低、焊接内部存在缺陷、焊缝外观成形难看、效率特别低下等缺点。

普通电弧螺柱焊和电容储能电弧螺柱焊要求螺柱顶部制成尖端，该尖端和金属基体之间由焊接电源供电产生瞬间电弧，熔化尖端并在压力作用下形成焊接接头，而空心螺柱不可能制成尖端，电弧只能在空心螺柱四周“壁”端产生电弧，电弧阳(阴)极位置无法稳定，电弧加热极不均匀，不能形成合格稳定的焊接接头。

发明内容

本发明的发明目的在于提供一种能够焊接高强、超高强基体金属与黑色金属螺柱、不锈钢基体与不锈钢螺柱、铝合金基体与铝合金螺柱、黑色金属基体与不锈钢螺柱、不锈钢基体与黑色金属螺柱等，可焊接的基体金属板厚范围及空心螺柱螺母直径范围宽的感应与旋转电弧复合热源焊接空心螺柱的焊接方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种空心螺柱或螺母复合旋转弧热源焊接方法，对空心螺柱或螺母与不同厚度金属板之间的连接，焊接初始时采用焊前感应加热机头对待焊位置进行加热，达到预定温度及时间时，引燃加热电弧、同时感应电源停止加热，启动旋转电弧控制器产生磁场，对电弧产生电磁力作用，形成整个电弧以空心螺柱或螺母为轴线围绕空心螺柱或螺母旋转，均匀对基体金属和空心螺柱或螺母加热，待结合界面产生塑性流动并开始熔化，形成熔池后螺柱送入熔池，冷却凝固，随后启动焊后感应加热机头对接头部位进行加热，焊后对空心螺柱接头缓冷。

本发明空心螺柱或螺母复合旋转弧热源焊接方法中，焊接过程采用陶瓷成形模或在焊枪内壁通气保护，陶瓷成形模依靠焊接机头套在空心螺柱上，保护气体通过焊接机头内部气路由空心螺柱内的空腔喷出，对空心螺柱焊接接头内部进行保护。

本发明空心螺柱或螺母复合旋转弧热源焊接方法中，采用的保护气体为纯氩气。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：1、采用感应+旋转电弧复合热源，其中采用电磁场使“拉弧”围绕螺柱壁旋转，形成旋转电弧，并均匀加热螺柱壁，解决空心螺柱(螺母)均匀熔合的难题，实现了空心螺柱与金属基体的焊接；2、采用感应热源加热金属基体，大幅度缩小了焊接时金属基体与螺柱的温度差，解决了单纯旋转“拉弧”热源焊接时，厚大金属基体温度偏低造成未熔合缺陷的难题；也解决了单纯旋转“拉弧”热源焊接时，螺柱温度过高造成螺柱烧坏的缺陷；3、采用感应热源在旋转拉弧产生前加热金属基体，旋转拉弧熄灭后加热金属基体与接头，延缓了基体和接头的冷却速度，解决了高强、高硬中厚钢上焊接螺柱出现裂纹缺陷的难题。

附图说明

图1是本发明的空心螺柱或螺母复合旋转弧热源焊接方法流程图。

图2是本发明的空心螺柱或螺母复合旋转弧热源焊接方法采用的装置的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。