专利名称：修复金属表面陶瓷涂层破损的陶瓷与陶瓷间氩弧焊接方法
技术领域：
本发明涉及一种修复金属表面陶瓷涂层破损的陶瓷与陶瓷间氩弧焊接方法。属于 陶瓷与陶瓷焊接技术领域。
背景技术：
金属表面陶瓷涂层的常见的缺陷有二种一是陶瓷层中的裂纹，尤其是穿透性裂 纹即裂纹延伸到基体影响金属的耐蚀性能，以至在很多耐蚀场合下不能应用或缩短使用寿 命。另一个缺陷是局部破碎。这种缺陷目前没有可行的解决方法。陶瓷与陶瓷间的焊接通常采用钎焊、激光焊接或微波焊接等方法。采用钎焊强度 较低，工艺也比较复杂。需要先做镀层后再进行焊接。激光焊接与微波焊接存在设备不灵 活，能量消耗大的缺点。这就使得陶瓷与陶瓷焊接在实际应用中受到了很大的限制。手工 氩弧焊接设备简单、操作灵活，易于被工厂接受。但要实现手工氩弧焊接，首先要在焊接处 形成稳定的电弧，也就是氩弧焊接应该保证焊接材料能够导电，但是大部分陶瓷材料的导 电性质很差或根本不导电。
发明内容
本发明的目的在于克服上述困难，提供一种能在焊接处形成稳定电弧的修复金属 表面陶瓷涂层破损的陶瓷与陶瓷间氩弧焊接方法。本发明的目的是这样实现的一种修复金属表面陶瓷涂层破损的陶瓷与陶瓷间氩 弧焊接方法，所述方法包括以下工艺过程
步骤一、制备金属陶瓷焊条
首先根据待修复的金属表面陶瓷涂层材料选择金属陶瓷粉末，所述金属陶瓷粉末即加 入了一定比例金属颗粒的陶瓷粉末，混合均勻后压制成条形，在1400°C 士20°C烧结2 4h后 即可作为手工氩弧焊条使用； 步骤二、焊接
1)清理待修复的金属表面陶瓷破损处
对待修复的金属表面陶瓷破损处用磨具打磨使其成坡口，以及除去所述金属表面陶瓷 破损处的污垢；
2)焊前预热
对清理后的金属表面陶瓷破损处进行焊前预热，预热温度200°C 士 10°C，时间 0. 2 0. 4h ；
3)堆焊
对预热后的金属表面陶瓷破损处用金属陶瓷焊条进行堆焊，堆焊方式为手工氩弧焊， 产生的电弧将基体金属、金属陶瓷和两个被连接的陶瓷接头同时熔化，形成熔池，使金属陶 瓷、陶瓷、基体金属间均形成冶金结合，在待修复的金属表面陶瓷破损处形成金属陶瓷涂 层；4)随焊锤击致密化
在焊接过程中对刚刚凝固、仍处于红热状态的金属陶瓷涂层进行随焊锤击使陶瓷及金 属陶瓷涂层致密；
5)焊后处理
对锤击后的金属陶瓷涂层表面进行磨削加工。本发明的有益效果是
(1)金属陶瓷焊条中的金属相可以改善单一陶瓷材料引弧难题，解决了陶瓷材料难以 产生稳定电弧的问题。产生的电弧不但可将基体金属、金属陶瓷焊条熔化，同时将被连接的 陶瓷熔化形成熔池。通过调整材料配方可使陶瓷与金属陶瓷及基体金属形成冶金结合。以 达到提高焊接接头强度的目的。从而实现金属表面上陶瓷与陶瓷间的氩弧焊接。(2)实现了陶瓷与陶瓷间的氩弧焊接。与其他陶瓷焊接技术相比，本发明所用设备 便于携带，操作简单。克服了其它连接技术在陶瓷焊接中的弊端。(3)采用随焊锤击致密化技术，焊接质量高。
具体实施例方式某钢板表面喷涂的二氧化锆热障涂层破损需要修复。步骤如下 步骤一、制备金属陶瓷焊条
首先根据被修复的金属表面陶瓷涂层材料特点，选择含8%质量百分比三氧化二钇的 二氧化锆粉末和金属粉末作为金属陶瓷焊条材料，金属相不超过30%混合均勻后压制成条 型，1400°C烧结4h后即可作为手工氩弧焊条使用。步骤二、焊接
1)清理被修复的金属表面陶瓷破损处
焊前对待修复的金属表面陶瓷破损处用磨具打磨使其成坡口，便于堆焊焊料的填入和 除去所述陶瓷破损处表面的污垢。2)焊前预热
因陶瓷材料焊接性不好，为防止快速加热引起陶瓷涂层脱落，需要对清理后的金属表 面陶瓷破损处进行焊前预热，预热温度200°C，时间0.池。3)堆焊
对预热后的金属表面陶瓷破损处用金属陶瓷焊条进行堆焊，堆焊方式为手工氩弧焊， 产生的电弧将基体金属、金属陶瓷和两个被连接的陶瓷接头同时熔化，形成熔池，使金属陶 瓷、陶瓷、基体金属间均形成冶金结合，在待修复的金属表面陶瓷破损处形成金属陶瓷涂 层，焊接参数电压V :58-60V，电流I :80-100A。4)随焊锤击致密化
在焊接过程中对刚刚凝固、仍处于红热状态的金属陶瓷涂层进行随焊锤击。陶瓷焊接过程符合熔焊机理，在熔滴与熔池混合后，凝固形成焊缝的过程中会有 一段时间处于红热的半固态、半液态状态。这时对其进行锤击致密化可以减小焊缝中的孔 隙，提高焊缝的密度和质量。但要注意在锤击时机上的把握，应在处于红热状态后稍等广2 秒后再加压，这样得到的焊缝材料将会更加致密。5)焊后处理焊后处理可以根据需要进行。如果嫌金属陶瓷堆焊层表面粗糙，可磨削加工。由于金 属陶瓷堆焊涂层硬度高，应选金刚石砂轮磨削。
权利要求
1. 一种修复金属表面陶瓷涂层破损的陶瓷与陶瓷间氩弧焊接方法，其特征在于所述 方法包括以下工艺过程步骤一、制备金属陶瓷焊条首先根据待修复的金属表面陶瓷涂层材料选择金属陶瓷粉末，所述金属陶瓷粉末即加 入了一定比例金属颗粒的陶瓷粉末，混合均勻后压制成条形，在1400°c 士20°C烧结2 4h后 即可作为手工氩弧焊条使用；步骤二、焊接1)清理待修复的金属表面陶瓷破损处对待修复的金属表面陶瓷破损处用磨具打磨使其成坡口，以及除去所述金属表面陶瓷 破损处的污垢；2)焊前预热对清理后的金属表面陶瓷破损处进行焊前预热，预热温度200°C 士 10°C，时间 0. 2 0. 4h ；3)堆焊对预热后的金属表面陶瓷破损处用金属陶瓷焊条进行堆焊，堆焊方式为手工氩弧焊， 产生的电弧将基体金属、金属陶瓷和两个被连接的陶瓷接头同时熔化，形成熔池，使金属陶 瓷、陶瓷、基体金属间均形成冶金结合，在待修复的金属表面陶瓷破损处形成金属陶瓷涂 层；4)随焊锤击致密化在焊接过程中对刚刚凝固、仍处于红热状态的金属陶瓷涂层进行随焊锤击使陶瓷及金 属陶瓷涂层致密；5)焊后处理对锤击后的金属陶瓷涂层表面进行磨削加工。
全文摘要
本发明涉及一种修复金属表面陶瓷涂层破损的陶瓷与陶瓷间氩弧焊接方法根据待修复的金属表面陶瓷涂层材料选择金属陶瓷粉末，将其混合均匀后压制成条形，在1400℃±20℃烧结；对预热后的金属表面陶瓷破损处用金属陶瓷焊条进行堆焊，堆焊方式为手工氩弧焊，产生的电弧将基体金属、金属陶瓷和两个被连接的陶瓷接头同时熔化，形成熔池，使金属陶瓷、陶瓷、基体金属间均形成冶金结合，在待修复的金属表面陶瓷破损处形成金属陶瓷涂层；在焊接过程中对刚刚凝固、仍处于红热状态的金属陶瓷涂层进行随焊锤击。本发明采用的金属陶瓷焊条中的金属相可以改善单一陶瓷材料引弧难题，解决了陶瓷材料难以产生稳定电弧的问题。
文档编号B23K9/04GK102079000SQ20111003725
公开日2011年6月1日 申请日期2011年2月14日 优先权日2011年2月14日
发明者何亦栋, 朱磊, 李先承, 李吉峰, 谭佃龙, 陈威 申请人:江阴东大新材料研究院