专利名称：钢铁材料表面堆焊缝宽度精确控制用辅助成型板的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及焊接技术，特别涉及钢铁材料表面堆焊缝宽度精确控制用辅助成 型板。
背景技术：
当前，钢铁材料表面堆焊技术在机械及零部件修复、补焊领域得到广泛应用，如 轧辊表面修复、冲压模具强化与修复、汽车与机车曲轴、轮毂、气缸、活塞、刹车盘等的修复 与表面改性、航空航天机械零部件表面改姓、大型水轮机叶片修复与强化等领域，通过材料 表面堆焊技术的应用，可以有效提高工件表面质量，大大延长其使用寿命，降低生产成本。 材料表面堆焊缝一般起到改善工件美观程度、消除缺陷、耐磨损、耐腐蚀的作用，在某些功 能堆焊缝的制作中还有特殊的作用，如在进行材料无塑性转变(NDT)温度落锤试验前，需 要在材料表面制作脆性堆焊缝，并在此处预制裂纹源。在不同的应用场合中，对材料表面堆焊缝的形状与几何尺寸会有不同要求，而焊 缝宽度则是一个重要因素。如在航空机械精密零部件堆焊时，需要严格控制堆焊缝宽度； 在进行一些大型零部件修复时，每道堆焊缝宽度会影响整个工作效率；在进行NDT落锤试 验裂纹源堆焊缝制备时，对堆焊缝宽度也提出了明确的范围。当前，针对各种不同特点堆焊缝宽度的控制，可以有不同的方法，如中国专利申请 号CN200310109262. 3公开了一种用于机械螺杆耐磨表面自动堆焊修复的方法与设备，通 过对焊接工艺参数以及机械行走与变位参数的调整与控制，可以实现对焊缝宽度与深度的 控制；中国专利申请号为CN200420090652. 0则公开了一种轧辊自动堆焊机，通过焊接电弧 的摆动实现堆焊缝宽度的控制；中国专利申请号为CN00113806. 5公开了一种利用带极埋 弧堆焊进行铁路机车车钩修复的技术，通过带状电极的宽度可以控制堆焊缝的宽度。上述发明基本上都是基于参数可控性良好的自动堆焊技术，在焊接参数设置合 理、过程控制精确的前提下，堆焊缝宽度基本上能够保持稳定，其受到人为因素的影响非常 小。然而，在实际的工业应用中某些场合特别需要利用手工或半自动焊接方法进行表面堆 焊，而此时的堆焊缝宽度受到焊工的人为影响很大，即使在焊接工艺及材料相同的条件下， 堆焊缝宽度尺寸的重现性也不太好，在某些场合甚至会影响工件的使用，而当前已经公开 的技术尚不能解决这种问题。
发明内容本实用新型的目的旨在提供一种钢铁材料表面堆焊缝宽度精确控制用辅助成型 板，有效解决手工或半自动堆焊过程中焊缝宽度受焊工人为因素影响大以及重现性差的问 题，实现钢铁材料及零部件手工或半自动堆焊缝的精确控制，最终满足生产与技术需求。为达到上述目的，本实用新型的技术方案为钢铁材料表面堆焊缝宽度精确控制用辅助成型板，其特征是，在板的中央开设有 辅助成型槽，成型槽的形状为直线型、弧线形、曲线形、或锯齿形。[0009]进一步，所述的辅助成型板设计为两端开口、一端开口或全封闭型。有，所述的焊接辅助成型板辅助成型槽的一侧宽度范围为a = 10 80mm，厚度范 围为3 7mmo另外，本实用新型所述的焊接辅助成型板材料为紫铜板。辅助成型板的厚度和宽度尺寸也是非常重要的设计参数，当板厚太薄、宽度太窄 时，可能会由于焊接热输入的作用使铜板边缘部分熔化，产生前面所述“粘边”和焊缝渗铜， 影响堆焊缝成型及宽度控制效果；如果板厚太厚、宽度太大，则会由于紫铜板的快速导热大 大加快堆焊缝冷却速度，加之材料碳当量、焊接应力等因素会增加焊缝冷裂倾向。辅助成型板为全封闭或一端开口型，不至于产生弧坑裂纹；辅助成型板两端开口型，此时起弧和熄弧处冷却速度较小，可以避免弧坑裂纹的 产生。本实用新型的有益效果本实用新型提供了一种利用一定材质及规格的辅助成型板，实现钢铁材料或工件 表面手工或半自动堆焊缝宽度精确控制的技术，可以从根本上解决手工或半自动堆焊过程 中焊缝宽度受焊工人为因素影响大以及重现性差的问题，从而实现钢铁材料或产品手工或 半自动堆焊缝宽度的精确控制。普遍应用的自动堆焊技术对施工条件与环境要求很高，在某些场合与工件部位根 本无法实施自动堆焊，如形状复杂曲面、空间狭小部位、特殊应用场合等，而本实用新型正 好克服了材料表面自动堆焊技术在实际应用中的弱点和局限性，在必要的场合可以用手工 或半自动堆焊工艺代替自动堆焊，同时能够保证堆焊缝宽度。本实用新型操作简便、使用灵活，在工业生产领域具有良好的推广价值和潜力。
图1为本实用新型焊接辅助成型板的结构示意图；图2为本实用新型焊接辅助成型板一实施例(弧线型)的示意图；图3为本实用新型焊接辅助成型板另一实施例(锯齿型)的示意图；图4为本实用新型焊接辅助成型板(两端开口)的示意图；图5为本实用新型焊接辅助成型板(一端开口)的示意图；图6为本实用新型焊接辅助成型板(全封闭)的示意图。图中，1为待堆焊材料或工件、2为焊接辅助成型板、3为堆焊焊接填充区、4为堆焊 起弧处、5为堆焊熄弧处、6为辅助成型槽(堆焊缝)；a为成型板单侧宽度、b为成型板宽度、 c为堆焊缝控制宽度、d为成型板长度(焊接方向)。
具体实施方式
参见图1 图3，本实用新型钢铁材料表面堆焊缝宽度精确控制用辅助成型板，根 据材料或工件1对表面堆焊缝形状的具体需求，将依据堆焊缝形状尺寸制成焊接辅助成型 板2，焊接辅助成型板2需要设计辅助成型槽6成对应的形状，如直线型、弧线形、曲线形、或 锯齿形，并在辅助成型板相应的填充区进行堆焊；手工或半自动堆焊在成型板的焊接填充 区进行；同时，焊接操作人员可以根据清晰可见的辅助成型板边缘确定焊枪摆动宽度，保证手工或半自动堆焊缝宽度的精确控制。参见图4 图6，所述的焊接辅助成型板2设计为两端开口、一端开口或全封闭型。所述的焊接辅助成型板辅助成型槽一侧宽度范围为a = 10 80mm，厚度范围为 3 7mm，且焊接辅助成型板厚度应小于要求堆焊缝高度。本实用新型可以精确控制钢铁材料表面堆焊缝宽度，实现钢铁材料表面手工或半 自动堆焊缝宽度的精确控制。可以广泛应用于各种钢铁材料及零部件需要进行表面手工或 半自动堆焊并对焊缝宽度有较高要求的场合。
权利要求钢铁材料表面堆焊缝宽度精确控制用辅助成型板，其特征是，在板的中央开设有辅助成型槽，成型槽的形状为直线型、弧线形、曲线形、或锯齿形。
2.如权利要求1所述的钢铁材料表面堆焊缝宽度精确控制用辅助成型板，其特征是， 所述的辅助成型板设计为两端开口、一端开口或全封闭型。
3.如权利要求1或2所述的钢铁材料表面堆焊缝宽度精确控制用辅助成型板，其特征 是，所述的焊接辅助成型板辅助成型槽的一侧宽度范围为a = 10 80mm，厚度范围为3 7mm 0
4.如权利要求1或2所述的钢铁材料表面堆焊缝宽度精确控制用辅助成型板，其特征 是，所述的焊接辅助成型板厚度小于要求堆焊缝高度。
5.如权利要求3所述的钢铁材料表面堆焊缝宽度精确控制用辅助成型板，其特征是， 所述的焊接辅助成型板厚度小于要求堆焊缝高度。
6.如权利要求1或2所述的钢铁材料表面堆焊缝宽度精确控制用辅助成型板，其特征 是，所述的焊接辅助成型板材料为紫铜板。
7.如权利要求3所述的钢铁材料表面堆焊缝宽度精确控制用辅助成型板，其特征是， 所述的焊接辅助成型板材料为紫铜板。
8.如权利要求4所述的钢铁材料表面堆焊缝宽度精确控制用辅助成型板，其特征是， 所述的焊接辅助成型板材料为紫铜板。
专利摘要钢铁材料表面堆焊缝宽度精确控制用辅助成型板，在板的中央开设有辅助成型槽，成型槽的形状为直线型、弧线形、曲线形、或锯齿形。焊接操作人员可以根据清晰可见的辅助成型板边缘确定焊枪摆动宽度，保证手工或半自动堆焊缝宽度的精确控制。本实用新型辅助成型板实现工业领域广泛应用的钢铁材料表面手工或半自动堆焊缝宽度精确控制的技术，有效解决手工或半自动堆焊过程中焊缝宽度受焊工人为因素影响大以及重现性差的问题，实现钢铁材料及零部件手工或半自动堆焊缝的精确控制，最终满足生产与技术需求。
文档编号B23K9/02GK201644993SQ20102018353
公开日2010年11月24日 申请日期2010年4月29日 优先权日2010年4月29日
发明者刘硕, 钱伟方, 马晓光 申请人:宝山钢铁股份有限公司