[发明专利]一种代替浇筑巴氏合金的焊接方法

说明书

本发明公开了一种代替浇筑巴氏合金的焊接方法，包括(1)焊接前打磨清洁法兰工件；(2)配置焊接设备；(3)焊接参数的选择；(4)实施焊接，检测合格后完成焊接操作。本发明提供高质量的产品，实现全自动操作，环境友好，节能高效。

技术领域

本发明涉及堆焊方法领域，尤其涉及一种代替浇筑巴氏合金的焊接方法。

背景技术

目前市面上对径向轴瓦和推力轴瓦的加工主要采用离心浇筑和静态浇筑，由于巴氏合金的材料熔点低，结晶时三种金属间化合物密度不同的特点，在使用离心浇铸或静态浇筑过程中在质量上和其他因素上主要会产生以下问题：

1、偏析，偏析是浇筑巴氏合金产生的最大问题之一，巴氏合金材料本身特点：在结晶过程中液态巴氏合金冷却到380℃时会析出CU6SN5，密度8.28g/立方厘米，冷却到300℃～240℃时析出SNSB，密度6.97g/立方厘米，冷却到231℃时软基锡开始结晶，由于上述三种密度不同，在冷却速度过慢的情况下CU6SN5易下沉SNSB易上浮产生偏析，产生偏析后巴氏合金的使用寿命大大降低。

2、结合强度低，即剥落，结合强度低是巴氏合金在浇筑过程中产生的另一最大问题，主要是巴氏合金层和滑动轴瓦本体之间的强度。根据上述问题主要是因为离心旋转过程中，质量重且熔点高的Cu6Sn5相会且先析出，离心力会甩至底部，瓦面脆性相Cu6Sn5聚集，使用过程中在交变和冲击载荷作用下，合金容易碎裂和瓤落导致轴瓦结合层脆化在应力的作用下剥落；另外浇筑过程中在冷却阶段上速冷会产生较大内应力，易导致变形，裂纹，合金层脱壳等缺陷。

3、冷却方式和冷却效果无法得到保障，在离心浇铸过程中Cu6Sn5和SnSb的结晶温度范围内241℃～380℃应速冷，减轻Cu6Sn5的下沉和SbSn的上浮引起比重偏析；在241℃至室温应缓冷，避免锡的凝固收缩时无锡液补缩，产生缩孔；而此阶段速冷会产生较大内应力，易导致变形，裂纹，合金层脱壳等缺陷。目前浇筑在瓦背面都是采用水冷的方式，无法做到上述要求，另外由于瓦背的厚度不同会导致冷却效果更差。浇筑因为都是人员操作，无法及时有效的控制冷却速度。

4、工序繁琐，无法自动化，高度依赖人的责任心，产品质量无法重复。离心浇铸的工序主要有清洗–预热–涂熔剂–搪锡–熔化金属–旋转浇铸–工件水冷–机加工；静态浇筑的工序主要有清洗–预热–涂熔剂–搪锡–边缘装防流板–再预热–熔化金属–预热铁板搅动–工件水冷–机加工；在浇筑过程中工序繁多，这高度依赖操作者的经验和责任心，无法实现自动化操作。

发明内容

发明目的：针对现有技术的不足与缺陷，本发明提供一种代替浇筑巴氏合金的焊接方法，提供高质量的产品，实现全自动操作，环境友好，节能高效。

技术方案：本发明的一种代替浇筑巴氏合金的焊接方法，包括下述步骤：

(1)焊接前打磨清洁法兰工件，将工件待焊面放置平整，使用电动角磨机装砂轮片打磨，打磨后表面的粗糙度低于Ra25μm；使用酒精或者丙酮浸泡过的抹布进行打磨区域的擦拭，去除杂质与氧化物；

(2)配置焊接设备，焊机的焊接电弧恒压≤0.5V，额定电流为400A，水箱为FRONIUSFK4000水箱且水流量为6L/min～7L/min，送丝机为FRONIUS VR1550送丝机且送丝速度为0～22M/min；配置RCU5000遥控器进行焊接程序的安装；行程设备选用ABB 1440机器人，机器人臂长1.3m～1.5m；

(3)焊接参数的选择，将巴氏合金焊接程序导入RCU5000遥控器内，依次确认焊接材料、确定焊丝直径、确认焊接气体、确认焊接方法；并依次确定焊接参数、焊接过程参数与焊接定量参数；钨针伸出长度14mm～16mm、气流量14L/min～16L/min、喷嘴内径17mm～19mm；

(4)实施焊接，安装焊丝，接通气体后进行焊接，焊完一层后，焊接位置需要重新瞄定后进行下一层的焊接；检测合格后完成焊接操作。