本发明涉及一种金属粉芯药芯焊丝高效焊接方法，属于焊接加工
技术领域：
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背景技术：
：在电力传输设备中涉及钢管电杆、输变电铁塔等钢构件的制造，必不可少地涉及金属工件的焊接，焊接也称作熔接、镕接，是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术。药芯焊丝也称为管状焊丝，可以通过调整药粉的合金成分种类和比例，很方便地设计出各种不同用途(耐磨，高强，耐热，耐蚀，耐低温等)的焊接材料，因为药芯焊丝的药芯的合金成分可根据需要进行灵活方便的调整，所以药芯焊丝的许多品种是实心焊丝无法冶炼和轧制的。药芯焊丝突显了许多焊接方法的有利特性，对各种钢材的焊接适应性强，生产效率上又有气体保护金属电弧焊及埋弧焊的特点。然而焊丝焊接过程中仍存药芯韧性和可塑性较差，融敷速度慢，在送丝较实心焊丝困难，焊丝外表面容易锈蚀，粉剂易吸潮的现象，从而限制了焊接加工效率和质量。技术实现要素：本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种金属粉芯药芯焊丝高效焊接方法，药芯焊丝韧性、可塑性好，易于保存，融敷速度快，送丝方便，利于提高焊接加工效率和质量。本发明是通过如下的技术方案予以实现的：一种金属粉芯药芯焊丝高效焊接方法，其焊接方法如下：（1）将焊接工件接头处进行机械加工做U形坡口处理，随后将U形坡口侧边做弧度处理，并保证表面粗糙度大于Ra3.6，接头装配面平面度和垂直度小于0.15mm；（2）将焊接工件缝边部做表面处理，去除表面油污、氧化膜和多余物；（3）将焊接工件U形坡口处进行预热，预热温度不低于120~160℃，去除焊缝表面附着的冰晶或水分；（4）对焊接工件进行装配，并保证接头处的装配间隙小于0.18mm，错边量小于0.4mm，并以焊接夹具将接头处点固定；（5）在富氩混合气保护下，采用金属粉芯药芯焊丝对焊接工件处电弧焊加工，打底层采用内填丝法，打底层焊接后采用外填丝法逐层焊接，并控制层间温度为220~330℃，所述金属粉芯药芯由薄带刚焊丝外皮包裹金属粉芯组成；所述薄带刚焊丝外皮含有Si：0.2~0.3质量%，Mn：2~2.6质量%，P：0.01~0.05质量%，Sr：0.1~0.2质量%，Ga：1.3~1.5质量%，Ni：0.03~0.1质量％；所述金属粉芯含有Ti：3~4质量%，SiO2：2~5质量%，Al2O3：4~6质量%，MgO：3~8量%，F：8~12量%，Fe2O3：5~6质量%，MnO2：1~2质量%，S：0.004~0.006质量%，P：0.01~0.03质量%，B：0.004~0.008质量%；（6）对焊接工件焊缝背部进行修焊加工，U形坡口处清洗磨光。上述一种金属粉芯药芯焊丝高效焊接方法，其中，弧度处理时弧边对应的圆心角为20~35°。上述一种金属粉芯药芯焊丝高效焊接方法，其中，步骤（3）预热范围为U形坡口的80~120mm内。上述一种金属粉芯药芯焊丝高效焊接方法，其中，所述富氩混合气由氩气和二氧化碳按体积比8:3。上述一种金属粉芯药芯焊丝高效焊接方法，其中，步骤（5）电弧焊加工过程中焊丝伸长度为12~16mm，富氩混合气流量为25~30L/min,焊接速度为250~300mm/min,电弧电压为26~32V，焊接电流为340~380A。上述一种金属粉芯药芯焊丝高效焊接方法，其中，所述金属粉芯药芯焊丝截面直径为1.3~1.5mm。本发明的有益效果为：本发明采用U形坡口侧边做弧度处理形成焊接口，坡口较窄，利于减少焊接层道降低生产成本，并采用新配方的金属粉芯药芯焊丝，由薄带刚焊丝外皮包裹金属粉芯组成，电流密度大、熔化速度快，金属粉型较非金属矿物粉熔点低，熔化能量低，融敷速度快，未添加氟化物，解决氟化物烟尘大的缺陷，脱氧产物易于在熔池表面形成保护膜，Mn，P，Sr，Ga，Ni等金属易于在焊接金属中弥散分布，提高合金的耐磨性，硅的熔池能改善液态金属的流动性，易于焊缝成型，各元素比例适宜，使焊丝几乎没有大的焊接飞溅，且焊层硬度高，冲击韧性好，耐磨性、抗裂性好，降低保护气体成本，从而利于提高焊机效率和质量。附图说明图1为本发明焊接头示意图。（图中，焊接工件1，U形坡口2）。具体实施方式下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步说明。实施例1一种金属粉芯药芯焊丝高效焊接方法，其焊接方法如下：（1）将焊接工件接头处进行机械加工做U形坡口处理，随后将U形坡口侧边做弧度处理，弧度处理时弧边对应的圆心角a为25°并保证表面粗糙度大于Ra3.6，接头装配面平面度和垂直度为0.1mm；（2）将焊接工件缝边部做表面处理，去除表面油污、氧化膜和多余物；（3）将焊接工件U形坡口处进行预热，预热范围为U形坡口的130mm内，预热温度不低于150℃，去除焊缝表面附着的冰晶或水分；（4）对焊接工件进行装配，并保证接头处的装配间隙为0.15mm，错边量为0.3mm，并以焊接夹具将接头处点固定；（5）在富氩混合气保护下，所述富氩混合气由氩气和二氧化碳按体积比8:3，采用金属粉芯药芯焊丝对焊接工件处电弧焊加工，电弧焊加工过程中焊丝伸长度为14mm，富氩混合气流量为26L/min,焊接速度为270mm/min,电弧电压为30V，焊接电流为350A，打底层采用内填丝法，打底层焊接后采用外填丝法逐层焊接，并控制层间温度为280℃；所述金属粉芯药芯焊丝截面直径为1.4mm所述金属粉芯药芯由薄带刚焊丝外皮包裹金属粉芯组成；所述薄带刚焊丝外皮含有Si：0.25质量%，Mn：2.3质量%，P：0.03质量%，Sr：0.1质量%，Ga：1.5质量%，Ni：0.5质量％；所述金属粉芯含有Ti：3.5质量%，SiO2：4质量%，Al2O3：5质量%，MgO：4量%，F：11量%，Fe2O3：5质量%，MnO2：2质量%，S：0.005质量%，P：0.025质量%，B：0.006质量%；（6）对焊接工件焊缝背部进行修焊加工，U形坡口处清洗磨光。实施例2一种金属粉芯药芯焊丝高效焊接方法，其焊接方法如下：（1）将焊接工件接头处进行机械加工做U形坡口处理，随后将U形坡口侧边做弧度处理，弧度处理时弧边对应的圆心角a为32°并保证表面粗糙度大于Ra3.6，接头装配面平面度和垂直度为0.13mm；（2）将焊接工件缝边部做表面处理，去除表面油污、氧化膜和多余物；（3）将焊接工件U形坡口处进行预热，预热范围为U形坡口的90mm内，预热温度为140℃，去除焊缝表面附着的冰晶或水分；（4）对焊接工件进行装配，并保证接头处的装配间隙为0.12mm，错边量为0.2mm，并以焊接夹具将接头处点固定；（5）在富氩混合气保护下，所述富氩混合气由氩气和二氧化碳按体积比8:3，采用金属粉芯药芯焊丝对焊接工件处电弧焊加工，电弧焊加工过程中焊丝伸长度为15mm，富氩混合气流量为27L/min,焊接速度为260mm/min,电弧电压为28V，焊接电流为350A，打底层采用内填丝法，打底层焊接后采用外填丝法逐层焊接，并控制层间温度为310℃；所述金属粉芯药芯焊丝截面直径为1.3mm所述金属粉芯药芯由薄带刚焊丝外皮包裹金属粉芯组成；所述薄带刚焊丝外皮含有Si：0.2质量%，Mn：2.4质量%，P：0.04质量%，Sr：0.18质量%，Ga：1.3质量%，Ni：0.09质量％；所述金属粉芯含有Ti：4质量%，SiO2：2质量%，Al2O3：4.2质量%，MgO：6.7量%，F：8.1量%，Fe2O3：5.8质量%，MnO2：1.6质量%，S：0.004质量%，P：0.02质量%，B：0.005质量%；（6）对焊接工件焊缝背部进行修焊加工，U形坡口处清洗磨光。实施例3一种金属粉芯药芯焊丝高效焊接方法，其焊接方法如下：（1）将焊接工件接头处进行机械加工做U形坡口处理，随后将U形坡口侧边做弧度处理，弧度处理时弧边对应的圆心角a为24°并保证表面粗糙度大于Ra3.6，接头装配面平面度和垂直度为0.13mm；（2）将焊接工件缝边部做表面处理，去除表面油污、氧化膜和多余物；（3）将焊接工件U形坡口处进行预热，预热范围为U形坡口的90mm内，预热温度为145℃，去除焊缝表面附着的冰晶或水分；（4）对焊接工件进行装配，并保证接头处的装配间隙为0.11mm，错边量为0.3mm，并以焊接夹具将接头处点固定；（5）在富氩混合气保护下，所述富氩混合气由氩气和二氧化碳按体积比8:3，采用金属粉芯药芯焊丝对焊接工件处电弧焊加工，电弧焊加工过程中焊丝伸长度为13mm，富氩混合气流量为26L/min,焊接速度为290mm/min,电弧电压为27V，焊接电流为360A，打底层采用内填丝法，打底层焊接后采用外填丝法逐层焊接，并控制层间温度为310℃；所述金属粉芯药芯焊丝截面直径为1.5mm所述金属粉芯药芯由薄带刚焊丝外皮包裹金属粉芯组成；所述薄带刚焊丝外皮含有Si：0.3质量%，Mn：2.4质量%，P：0.03质量%，Sr：0.14质量%，Ga：1.5质量%，Ni：0.07质量％；所述金属粉芯含有Ti：3.6质量%，SiO2：3.1质量%，Al2O3：5.2质量%，MgO：6.4量%，F：9.7量%，Fe2O3：5.3质量%，MnO2：1.6质量%，S：0.005质量%，P：0.02质量%，B：0.005质量%；（6）对焊接工件焊缝背部进行修焊加工，U形坡口处清洗磨光。将实施例1-3制得的焊接产品进行质量检测，检测结果如下：编号屈服强度抗拉强度低温抗冲击能量（J）延伸率（%）未融合未焊透气孔夹渣实施例141652832025未见未见未见未见实施例241051231221未见未见未见未见实施例340853031524未见未见未见未见由此可见，按此工艺制得的焊层硬度高，冲击韧性好，耐磨性、抗裂形好，降低了保护气体成本，从而利于提高焊机效率和质量。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
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的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。当前第1页1 2 3