专利名称：一种铸铁阀门密封面堆焊铜合金的tig/mig间接电弧方法
技术领域：
本发明涉及焊接领域，更加具体地说，涉及铸铁蝶形阀门堆焊铜合金的工艺方法。
背景技术：
阀门是机械工业中经常用到一种装置，在有些场合要求阀门与铜质工件配合，在这种条件下为了实现密封和增加铜质工件使用寿命，就要在阀门密封面上堆焊一层铜。目前国内小口径铸铁阀门密封面铜合金的熔敷，大部分都是采用手工氧乙炔火焰钎焊的方法进行，这种方法效率低，对工人的要求高，生产环境差，浪费了大量人力物力；等离子堆焊方法也常应用于铸铁阀门铜合金的堆焊，这种方法虽然焊接质量好，但是主要应用于较大口径阀门的焊接，且铜合金粉末成本较高，设备复杂，前期的投资较多。同时，由于焊接热输入很大，母材稀释率很高，铜层出现泛铁现象，增加了与之配合的铜质工件磨损损耗。中国专利201210330264.4提出采用脉冲熔化极氩弧焊的方法来进行球墨铸铁阀门堆焊不锈钢，该种方法采用脉冲直流电，IS气和CO2的混合气体作为保护气,最后焊接速度为8 15cm/min,最后焊接结果满足力学性能要求。但是其堆焊层厚度为5 6mm，一般情况下用不到如此厚的堆焊层，并且焊接速度8 15cm/min太慢，比如对于直径为IOOmm的阀门，堆焊一圈最快也要2min,效率不高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，通过采用了高效率的自动TIG/MIG间接电弧的焊接方法，实现自动化焊接，提高生产效率，节约生产成本，同时降低母材稀释率，即减小了铜层中泛铁程度，从而减小与之配合的铜质工件磨损损耗。本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现:一种铸铁阀门密 封面堆焊铜合金的TIG/MIG间接电弧方法，按照下述步骤进行:( I)步骤I，将阀门放入预热炉进行预热，并且阀门的密封面用砂纸清理干净，其中所述阀门材料为灰铸铁HT200，所述预热温度为150 300°C，优选为150_250°C ;预热时间为 0.5 — 2h，优选为 0.5—Ih ；(2)步骤2，将阀门固定在自动转台上，连接焊接设备，钨极氩弧焊枪与氩弧焊机负极相连接，焊丝通过MIG焊枪接氩弧焊机正极，阀门不接电，以使电弧在钨极氩弧焊枪和焊丝之间燃烧；所述焊丝选用1.2mm硅青铜焊丝CuSi3Mn ;采用惰性气体进行保护，例如氩气，钨极氩弧焊枪和MIG焊枪的气流量为10 — 25L/min，优选15 — 20L/min ;焊接电流为120—180A,优选 140—160A ;送丝速度为 3m/min—12m/min,优选 5—10m/min ;转台转速为 Irad/min—6rad/min ;钨极氩弧焊枪与工件平面夹角为60 80°，优选70— 80° ;MIG焊枪与工件平面夹角为60 80°，优选65— 75° ;钨极氩弧焊枪尖端和焊丝端头与阀门距离为0.5—3.0cm,优选 2—2.5cm ；(3)燃弧进行焊接，并将焊后的工件放入保温箱进行保温，所述保温温度为300—400 °C,保温时间为1一 2小时。在本发明的技术方案中，TIG/MIG间接电弧焊的方法是一种高效率焊接工艺，该种工艺降低了母材的热输入，能够实现母材的低稀释率，同时又能提高焊接生产率，降低生产成本。焊接时电流范围120— 180A，焊接电流过小时，焊接速度过慢，不利于提高生产效率；而电流过大时，虽然焊接速度提高，但是容易造成母材稀释率过大，产生泛铁现象，造成与支配和的铜质工件寿命减少。焊接速度(即平台转速)为lrad/min—6rad/min,即:31.4mm/min 188.4mm/min,焊速速度太低时容易造成堆焊层过厚,浪费材料；焊速过快会使熔滴为向四周铺展就发生凝固，导致稀释率增加。送丝速度的选择要与电流相配合，送丝速度过快和过慢都会使电弧形态发生变化，从而影响焊接的正常进行，钨极尖端和焊丝端头的高度也会影响到稀释率。通过工艺参数诸如平台转速、焊接电流的控制可实现不同厚度堆焊层的制备。本发明能够实现自动化，从而提高生产效率，减低生产成本；同时在焊接过程中飞溅少，焊接过程稳定，焊缝强度可靠；无气孔、裂纹、夹渣等缺陷；与同种条件下TIG焊、MIG焊相比，对于母材阀门的热输入减小，母材的稀释率降低，铜层的泛铁现象减小，增加了与之配合的铜质工件使用寿命。
图1是本发明的TIG/MIG间接电弧焊焊接设备连接示意图，其中I为焊机，2为送丝机，3为CO2焊枪，4为焊接转台，5为铸铁阀门,6为鹤极IS弧焊枪。图2是利用本发明的TIG/MIG间接电弧焊焊后的材料金相图，放大100倍(奥林巴斯GX51显微镜)。
具体实施例方式下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。如附图1所示，将焊接设备予以连接，具体来说I是WSM31OTIGBT逆变式直流脉冲氩弧焊机、2是振康SB-10C-500送丝机、3是CO2焊枪、4是诺斯BY-50焊接转台、5是铸铁阀门、6是钨极氩弧焊枪，钨极接氩弧焊机负极，焊丝通过MIG焊枪接氩弧焊机正极，阀门不接电，电弧在钨极和焊丝之间燃烧。阀门基体为灰铸铁HT200，直径为100mm，密封面宽度为10mm，其化学成分的质量百分数％如下表所示:
权利要求
1.一种铸铁阀门密封面堆焊铜合金的TIG/MIG间接电弧方法，其特征在于，按照下述步骤进行: (1)步骤1，将阀门放入预热炉进行预热，并且阀门的密封面用砂纸清理干净，其中所述阀门材料为灰铸铁HT200，所述预热温度为150 300°C，预热时间为0.5_2h; (2)步骤2，将阀门固定在自动转台上，连接焊接设备，钨极氩弧焊枪与氩弧焊机负极相连接，焊丝通过MIG焊枪接氩弧焊机正极，阀门不接电，以使电弧在钨极氩弧焊枪和焊丝之间燃烧； 所述焊丝选用1.2!11111硅青铜焊丝(:113丨3111;采用惰性气体进行保护，钨极氩弧焊枪和MIG焊枪的气流量为10 - 25L/min;焊接电流为120 — 180A;送丝速度为3m/min-12m/min;转台转速为lrad/min-6rad/min;钨极氩弧焊枪与工件平面夹角为60-80° ;MIG焊枪与工件平面夹角为60 80° ° ;钨极氩弧焊枪尖端和焊丝端头与阀门距离为0.5-3.0cm; (3)燃弧进行焊接，并将焊后的工件放入保温箱进行保温，所述保温温度为300-400°C，保温时间为1-2小时。
2.根据权利要求1所述的一种铸铁阀门密封面堆焊铜合金的TIG/MIG间接电弧方法，其特征在于，所述步骤I中，所述预热温度优选为150-250°C ;预热时间优选为0.5-lh。
3.根据权利要求1所述的一种铸铁阀门密封面堆焊铜合金的TIGMIG间接电弧方法，其特征在于，所述步骤2中，采用氩气进行保护，钨极氩弧焊枪和MIG焊枪的气流量优选15_20L/mino
4.根据权利要求1所述的一种铸铁阀门密封面堆焊铜合金的TIG/MIG间接电弧方法，其特征在于，所述步骤2中，所述焊接电流优选140-160A。
5.根据权利 要求1所述的一种铸铁阀门密封面堆焊铜合金的TIGMIG间接电弧方法，其特征在于，所述步骤2中，所述送丝速度优选5-10m/min。
6.根据权利要求1所述的一种铸铁阀门密封面堆焊铜合金的TIGMIG间接电弧方法，其特征在于，所述步骤2中，所述钨极氩弧焊枪与工件平面夹角优选70-80° ;所述MIG焊枪与工件平面夹角优选65-75° ;所述钨极氩弧焊枪尖端和焊丝端头与阀门距离优选2-2.5cm。
全文摘要
本发明公开了一种铸铁阀门密封面堆焊铜合金的TIG/MIG间接电弧方法，首先将阀门进行预热，然后清理密封面；采用TIG/MIG间接电弧工艺，采用氩气保护，以使阀门不接电，电弧在钨极和焊丝之间燃烧。本发明的优点在于焊接过程稳定，飞溅少，焊缝强度可靠，没有夹渣、气孔等缺陷，节约焊接材料，能够实现自动化，效率高，成本低；同时母材的稀释率低，减少或者避免泛铁现象出现。
文档编号B23K9/04GK103212771SQ201310158500
公开日2013年7月24日 申请日期2013年5月2日 优先权日2013年5月2日
发明者马阳阳, 吕小青, 禹化民, 苏东东 申请人:天津大学