[发明专利]一种简易熔炼装置及其使用方法

说明书

本发明涉及一种简易熔炼装置及其使用方法，包括上部端盖、中间玻璃罩和下部熔炼坩埚，上部端盖、中间玻璃罩和下部熔炼坩埚依次同轴连接；其特征在于所述下部熔炼坩埚包括可拆卸型漏斗形熔炼凹槽、试样熔炼凹槽和进气孔；所述漏斗形熔炼凹槽与试样熔炼凹槽以整个下部熔炼坩埚的圆心为中心，呈对称分布；所述漏斗形熔炼凹槽包括漏斗部分和棒状试样模具部分，漏斗部分的下部与棒状试样模具部分的上部活动连接，漏斗部分的下端直径小于棒状试样模具的直径，漏斗部分的下端采用向上倾斜式。所述上部端盖包括固定架、旋转台、电极孔、定位夹、定位棒、出气孔；所述旋转台可以旋转180°，以降低电弧偏吹引起的成分不均匀。

技术领域

本发明涉及熔敷金属开发与研究用设备技术领域，具体涉及一种简易熔炼装置及其使用方法，该装置及使用方法可应用于焊材或其他金属合金系的开发与研究中，采用电弧为热源，将焊丝或者合金进行融化，获得相应的熔敷金属或者合金系。

背景技术

熔敷金属是指焊接时在焊缝中熔化的焊丝或者焊条部分，熔敷金属对于焊接结构的质量起着重要的作用，因此研究熔敷金属对于焊接质量的研究有着很重要的作用。焊材熔化后得到熔敷金属，焊材的开发主要是观察熔敷金属的组织状态和力学性能。传统焊材的开发装置，在实际操作过程中无法保证材料成分混合均匀，也就无法为焊材的开发提供准确的试验数据。目前应用较为广泛的焊材开发装置是真空电弧炉，其熔炼坩埚包括中间的一个吸铸凹槽3、围绕吸铸凹槽3均匀分布的四个半球形熔炼凹槽1和一个电极2，如图1-A所示，该电弧炉对于熔敷金属的研究存在较大的局限性，不足之处如下：

1、价格昂贵，一台普通的真空电弧炉价格不低于15万元人民币，较高的价格限制了其应用的推广；

2、每次吸铸均需要配套的模具和相应的吸铸设备；

3、结构复杂、体积大，存放时占用较大空间，并且不方便移动；

4、使用过程繁琐，必须经过相应的使用培训才能进行独立操作；

5、焊枪过重，操作时移动不方便，并且焊枪有一定的倾斜度，电弧不能正垂直于坩埚，电弧的偏吹使得液态金属流动不均匀，这容易造成熔敷金属的组织状态不均匀，给后续的研究带来不便。

另一种常见的装置是专利文献105331828A中公开的一种纽扣炉，该纽扣炉的坩埚包括四个小方形凹槽4、一个大矩形凹槽5和八个电极2，具体分布如图1-B中所示，其不足之处在于：

1、坩埚的熔炼凹槽为小方形凹槽4，在熔炼过程中，液态金属流动时阻力大、流动性较差，所得到的试样的均匀性较差；

2、虽然能将小型试样在大矩形凹槽5中焊合成大试样，但所得到试样的焊合处与其他部位热处理状态不一致，影响后续的处理和检测结果；

3、焊枪不能正垂直于凹槽部位，电弧的偏吹使得液态金属流动不均匀，容易造成熔敷金属的组织状态不均匀，给后续的研究带来不便。

以上不足之处均使得所得到的试样的成分不稳定，均匀性较差。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供简易熔炼装置及其使用方法。该装置可应用于焊材的开发与研究中，整体结构简单、操作方便且能够获得组织状态较为均匀的试样。本发明装置的下部熔炼坩埚由一个半球形熔炼凹槽和一个可拆卸型漏斗形熔炼凹槽组成，半球形熔炼凹槽可用于熔炼小型试样，漏斗形熔炼凹槽可用于熔炼具有一定长度和直径的棒状试样，或者根据实验要求更换其他形状的模具，以便于获得不同类型的试样，便于进一步实验检测；上部端盖为可旋转型，旋转前后均可使焊枪正垂直于试样熔炼凹槽和漏斗形熔炼凹槽，可以改善由于焊枪倾斜而引起的电弧偏吹而造成试样成分不均匀的问题；漏斗形熔炼凹槽的中心入口处采用如图4-B所示的放大图，这样更有利于液态金属直接流入漏斗形熔炼凹槽底部，能有效的防止贴壁下流而引起的分层现象。