专利名称：绝缘片约束电弧窄间隙tig焊接方法及焊枪的制作方法
技术领域：
本发明涉及窄间隙TIG焊接技术。
背景技术：
窄间隙TIG焊接方法兼具TIG焊接方法与窄间隙焊接技术的优势，具有焊接材料使用量少，效率高，焊接接头力学性能优良等特点。窄间隙TIG焊接方法存在的主要问题是坡口底角熔合不良。当坡口间隙宽度较大时，可采用钨极机械摆动，电磁摆动电弧等方式使电弧有效加热坡口底角。为进一步提高焊接效率，还可以通过减小坡口间隙宽度，使坡口侧壁，底部和底角同时被电弧加热熔化，来获得可靠的熔合。然而，采用该方法需要精确控制并输出小线能量，单层焊缝熔深仅零点几毫米，造成焊道层数增加。因此，在间隙宽度较小的坡口中，采用其他方式控制电弧加热特性，并获得足够的线能量是十分必要的。
发明内容
本发明的目的是提供一种绝缘片约束电弧窄间隙TIG焊接方法及焊枪。本发明是绝缘片约束电弧窄间隙TIG焊接方法及焊枪，其焊接方法的步骤为
(1)在不锈钢片7表面采用金属蚀刻的方法，腐蚀出一定数量的凹槽9；
(2)将MgO粉末，锆溶胶以及Al2O3纤维混合而成的绝缘涂料，涂敷在不锈钢片7表面，形成厚度为0. 5^1 mm的绝缘层(8)，压制而成绝缘片I ;
(3)将绝缘片I贴覆于I型坡口两侧壁，并在坡口侧壁预留一高度h，高度h为2 3mm,能够调整绝缘片I对电弧6的约束程度；
(4)将导电嘴3和片状钨极5伸入I型坡口底部施焊，导电嘴3将片状钨极5弹性夹紧，绝缘喷嘴罩4覆套于导电嘴3和片状钨极5外侧，使焊枪和侧壁之间的保持绝缘；
(5)按照焊接电流10(Tl40A，弧长0.8 I.2 mm，焊接速度12 22 mm/s，进行焊接，使绝缘片I不被电弧熔化。用于以上所述的绝缘片约束电弧窄间隙TIG焊接方法的焊枪，导电嘴3将片状钨极5弹性夹紧，绝缘喷嘴罩4覆套于导电嘴3，导电嘴3的厚度小于I型坡口间隙宽度，绝缘喷嘴罩4采用0. I mm厚的氟晶云母片制成。本发明的有益之处为侧壁预置的绝缘片，一方面限制电弧向侧壁燃烧，并通过改变绝缘片在侧壁的高度，控制电弧的加热位置，保证坡口底部和底角的熔合；另一方面能够对电弧进行固壁约束，提高电弧能量密度，增强对坡口底部和底角的加热效果。
图I是绝缘片约束电弧窄间隙TIG焊接方法的示意图，图2是焊枪结构的示意图，图3是绝缘片结构的示意图，图4是焊缝表面形貌图，图5是焊缝截面形貌图。附图标记及对应名称为绝缘片1，保护气通道孔2，导电嘴3，绝缘喷嘴罩4，片状钨极5，受约束的电弧6，不锈钢片7，绝缘层8，凹槽9。
具体实施例方式 以20X20 mm方钢和4X4 mm键条搭建的4 mm宽I型坡口为例。本实例采用的焊接工艺参数为焊接电流120 A,弧长Aa=I mm,焊接速度17 mm/s。本发明的焊接方法的步骤为
(I)如图3所示，在不锈钢片7表面采用金属蚀刻的方法，腐蚀出一定数量的凹槽9。(2)将MgO粉末，锆溶胶以及Al2O3纤维混合而成的绝缘涂料，涂敷在不锈钢片7表面，形成厚度为0.5 1 mm的绝缘层8，压制而成绝缘片I ;表面涂覆所用的绝缘涂料，按重量百分比计，成分为MgO 35. 1%,锆溶胶(浓度为7. 3%) 57. 8%，Al2O3纤维7. 1%。(3)如图I、图2所示，将绝缘片I贴覆于I型坡口两侧壁，并在坡口侧壁预留一高度h，高度h为2. 5mm,能够调整绝缘片I对电弧6的约束程度。通过调整A可改变绝缘片I对电弧6的约束程度。(4)将导电嘴3和片状钨极5伸入I型坡口底部施焊，导电嘴3将片状钨极5弹性夹紧，绝缘喷嘴罩4覆套于导电嘴3和片状钨极5外侧，使焊枪和侧壁之间的保持绝缘；
(5)按照焊接工艺参数进行焊接，使绝缘片I不被电弧熔化。用于以上所述的绝缘片约束电弧窄间隙TIG焊接方法的焊枪，导电嘴(3)厚度为3 _，片状鹤极(5)为1.5X6 mm。导电嘴3将片状鹤极5弹性夹紧,绝缘嗔嘴罩4覆套于导电嘴3，导电嘴3的厚度小于I型坡口间隙宽度，绝缘喷嘴罩4采用0. I mm厚的氟晶云母片制成。如图4所示，焊缝金属保护良好，焊缝表面成型均匀美观；如图5所示，I型坡口侧壁，底部和底角均熔合良好，无宏观缺陷。权利要求
1.绝缘片约束电弧窄间隙TIG焊接方法，其步骤为 (I)在不锈钢片(7)表面采用金属蚀刻的方法，腐蚀出一定数量的凹槽(9); (2)将MgO粉末，锆溶胶以及Al2O3纤维混合而成的绝缘涂料，涂敷在不锈钢片(7)表面，形成厚度为0.5 I mm的绝缘层(8)，压制而成绝缘片(I); (3)将绝缘片(I)贴覆于I型坡口两侧壁，并在坡口侧壁预留一高度(h)，高度(h)为2^3 mm，能够调整绝缘片(I)对电弧(6)的约束程度； (4)将导电嘴(3)和片状钨极(5)伸入I型坡口底部施焊，导电嘴(3)将片状钨极(5)弹性夹紧，绝缘喷嘴罩(4)覆套于导电嘴(3)和片状钨极(5)外侧，使焊枪和侧壁之间的保持绝缘； (5)按照焊接电流10(Tl40A，弧长0.8 I. 2 mm，焊接速度12 22 mm/s，进行焊接，使绝 缘片(I)不被电弧熔化。
2.根据权利要求I所述绝缘片约束电弧窄间隙TIG焊接方法，其特征在于按重量百分比计，绝缘涂料的成分为=MgO 31. 6 38. 6%，锆溶胶52 63. 6%，Al2O3纤维6. 4 7. 8%，锆溶胶的浓度为7. 3%。
3.用于权利要求I所述的绝缘片约束电弧窄间隙TIG焊接方法的焊枪，有一导电嘴(3)，其特征在于导电嘴(3)将片状钨极(5)弹性夹紧，绝缘喷嘴罩(4)覆套于导电嘴(3)，导电嘴(3)的厚度小于I型坡口间隙宽度，绝缘喷嘴罩(4)米用0. I mm厚的氟晶云母片制成。
全文摘要
绝缘片约束电弧窄间隙TIG焊接方法及焊枪，其步骤为将绝缘涂料涂敷在不锈钢片(7)表面，形成绝缘层(8)，压制而成绝缘片(1)；将绝缘片(1)贴覆于I型坡口两侧壁，并在坡口侧壁预留一高度(h)；将导电嘴(3)和片状钨极(5)伸入I型坡口底部施焊，按照焊接电流100~140A，弧长0.8~1.2mm，焊接速度12~22mm/s，进行焊接，使绝缘片(1)不被电弧熔化；焊枪的导电嘴(3)将片状钨极(5)弹性夹紧，绝缘喷嘴罩(4)覆套于导电嘴(3)，导电嘴(3)的厚度小于I型坡口间隙宽度，绝缘喷嘴罩(4)采用氟晶云母片制成。
文档编号B23K9/167GK102744504SQ20121024224
公开日2012年10月24日 申请日期2012年7月13日 优先权日2012年7月13日
发明者朱亮, 李渊博 申请人:兰州理工大学