一种金属构件埋弧堆焊成形方法_2

文档序号:8213185阅读:来源:国知局
03,电源为直流电源,焊枪401 (焊丝101)接电源负极,基材201接电源正极(提高成形效率),工艺参数为:电流700A,电压35V,焊枪401与基材201相对移动速度500?600mm/min,采用金属构件埋弧增材制造方法制作环形金属构件,其实施步骤如下:
[0030](I)将圆筒形的基材201的轴线竖直配置,支撑在回转支撑台上,2个焊枪401 (401a,401b)布置在基材201的上方,调整好每个焊枪401与基材201表面(外周面)的距离,选取焊接的起点;
[0031](2)将焊丝101与焊剂301送至基材201表面,启动电源,导入高能热源,熔化焊丝101及焊剂301,同时转动基材201 (以图中X轴为中心转动),开始每个焊枪401第一层第一道(每一层由轴向排列的多道构成)的沉积;
[0032](3)当焊枪401与焊接起点之间形成一段距离后,开始启动焊剂回收装置(未示出)将其未熔化的焊剂301收回,露出渣壳并将其清除,以便于下一道的沉积(堆积);随后启动冷却装置或加热装置对沉积金属进行冷却或加热,将其基体(第一层时是指基材201,其他层时是指前一层堆积金属)的温度控制在200?300°C ;
[0033](4)当基材201转动一圈完成第一道沉积时,在控制装置的控制下,所有焊枪401同时往左直线移动3/4熔道宽度距离,同时调整各焊枪401与基材201的表面之间的距离,以保证焊接的稳定性,之后开始第一层第二道的沉积成形,此过程中要保证其左右圈道间搭接良好;
[0034](5)当第二道完成后,重复步骤(4)再完成其它的沉积道的成形;本实施例中,法兰左侧台阶部的厚度小于右侧台阶部的厚度,因而左侧的焊枪401a先于右侧的焊枪401a完成一层沉积,此时,在中央控制装置的控制下,焊枪401a停止,而焊枪401b继续向左移动。
[0035](6)当完成第一层的沉积后,所有焊枪401自动提升一层沉积厚度(即层后)之高度,开始第二层的第一道沉积,第一层焊枪401的结束点即为第二层第一道的开始点,连续沉积;
[0036](7)当第二层第一道沉积完成后,所有焊枪401同时往右直线移动3/4熔道距离,同时各焊枪401自动调整其与基材之间的距离,以保证成形的稳定性,开始第二层第二道的沉积,使其左右圈道间搭接良好;
[0037](8)当完成第二层第二道沉积完成时,重复步骤(7),再完成其它的沉积道,以至完成第二层的沉积;
[0038](9)重复步骤(6)至步骤(8),再完成其它沉积层,此过程中,相邻沉积层焊枪的移动方向相反,最终连续沉积形成法兰。
[0039]【实施例2】
[0040]本实例描述通过卧式埋弧增材制造方法制作CPR1000核电站核电常规岛整体低压转子,材料30Cr2Ni4MoV,基材选用42CrMo棒材,所使用的设备包括:
[0041](I)回转支撑台;
[0042](2)焊接电源;
[0043](3)焊枪;
[0044](4)自动送丝装置;
[0045](5)辅料自动输送与辅料自动回收装置;
[0046](6)加热装置;
[0047](7)冷却装置;
[0048](8)基材;
[0049](9)控制装置。
[0050]图2为用于表示本实施例的埋弧增材制造方法的示意性说明图,图中省略了电源、自动送丝装置等装置。材料电源参数如下:
[0051]I)选用焊丝102、直径3mm,C含量0.15-0.18,其它元素依据30Cr2Ni4MoV要求;
[0052]2) 21 个焊枪 602;
[0053]3)电源为直流电源,采用焊枪602接电源正极,基材202接电源负极;
[0054]4)焊接工艺参数为:电流600A,电压30V,焊枪602与基材202相对移动速度400 ?500mm/min ;
[0055]5)基材202为42CrMo棒材,直径200mm,长13米。
[0056]采用金属构件埋弧增材制造方法制作构件,其实施步骤如下:
[0057](I)将基材202的轴线水平配置,并支撑在支撑滚轮架402上,先将21个焊枪602以500mm的间距(通过中央控制装置精确定位和排布)平均横向布置在基材202的上方,且调整好每个焊枪与基材202表面(外周面)的距离,并选取焊接的起点;
[0058](2)将焊丝102与焊剂302送至基材202表面,启动电源,导入高能热源,熔化焊丝及焊剂,同时转动基材202,开始每个焊枪第一层第一道(每一层由轴向排列的多道构成)的沉积;
[0059](3)当焊枪602与焊接起点之间形成一段距离后,开始启动焊剂302回收装置将其未熔化的焊剂302收回,露出渣壳并将其清除,以便于下一道的沉积(堆积);随后启动冷却装置或加热装置对沉积金属进行冷却或加热,将其基体(第一层时是指基材202,其他层时是指前一层堆积金属)的温度控制在200?300°C ;
[0060](4)当基材202转动一圈完成第一道沉积时,在控制装置的控制下,所有焊枪602同时往左直线移动3/4熔道宽度距离,同时调整各焊枪602与基材202的表面之间的距离,以保证焊接的稳定性,之后开始第一层第二道的沉积成形,此过程中要保证其左右圈道间搭接良好;
[0061](5)当第二道完成后,重复步骤⑷再完成其它的增材成形,当达到最后一道时,其相邻焊枪602的最后一道结束点与第一道起点要搭接良好,以至完成第一层的沉积;
[0062](6)当完成第一层的沉积后,所有焊枪602自动提升一层沉积厚度(即层后)之高度,第一层焊枪602的结束点即为第二层第一道的开始点,重复(1)-(4)的操作完成第二层的堆积;
[0063](7)重复¢)的操作沿CAD切片轨迹完成需要层数堆积,使工件初步成为一个轴体;
[0064](8)对图示工件形状(轴体上的突起),中央控制装置按照CAD切片轨迹,确定后续参与堆积焊枪602,并控制各焊枪602重新排布和定位;
[0065](9)按照转子构件的CAD切片轨迹操作,并适时控制特定焊枪602工作与停止,对工作焊枪602按照(I)至步骤(7),完成其它沉积层,最终连续沉积形成转子钢材料。
[0066]成形后,机加工去除基材202即获得所需低压转子材料。
[0067]采用本实施例,由于是多个(21个)焊枪602并排排布成形,因而,能够提高成形效率,该方法也适应于各类空心轴的生产。
[0068]【实施例3】
[0069]本实例通过埋弧增材制造的方法立式成形锥形工件。工件材质为RCC-M标准18MnD5,基材材质Q235,本实施例中使用的设备包括,
[0070](I)回转支撑台;⑵电源;(3)焊枪;(4)自动送丝装置;(5)焊剂自动输送与回收装置;(6)挡焊剂装置;(7)加热装置;(8)冷却装置;(9)基材;(10)控制装置。
[0071]图4为表示本实施例的埋弧增材制造方法的示意性说明图,为简化计,图中将设备予以省略。选用参数为:丝棒直径3mm,化学成分C:0.12-0.14%,其余元素按照18MnD5要求,辅料为标准熔炼焊剂SJlOl,设置焊接电流600A,焊接电压30V,焊枪403 (焊丝)接正极,基材203接负极,送丝速度1000mm/min,旋转线速度350mm。
[0072]具体实施如下:
[0073](I)将基材203固定在回转支撑台上(以O轴为中心转动),选取埋弧增材制造即焊接起点,同时开启焊剂输送装置送料303,开始第一层第一道圆环的熔道堆敷;
[0074](2)待将焊丝103堆敷一段熔道以后,一般距焊枪403400?500mm距离开始启动焊剂303回收装置将其未熔化的焊剂收回再利用,同时去除渣壳开始开启冷却装置进行冷却,将道间温度控制在150?300°C之间,待下一圈焊接堆敷;
[0075](3)待第一圈焊接堆敷闭合时,立即启动焊枪403的移动,其从外往里(如图中Y方向所示,即,向内周侧移动)缓慢移动,配合着回转支撑台使焊枪403在基材203上成水平螺旋轨迹进行焊接堆敷,直至达到构件的壁厚;
[0076](4)当焊枪移动到螺旋轨迹最后点时,停止螺旋移动,开始圆形移动(保证工件的圆度)焊接堆积,如此完成第一层的熔堆;
[0077](5)当第一层完
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