[发明专利]锌基合金的钨极氩弧焊工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种模用锌基合金的焊接工艺，尤其涉及一种锌基合金的钨极氩弧焊工艺。

背景技术

锌基合金在铸造过程中，废品率一般为6～12％，既有表面缺陷也有内部缺陷，表面缺陷主要是表面孔洞、表面凹陷；内部缺陷主要是内部气孔、缩孔、疏松、夹杂物等，缺陷尺寸一般不大(和铸铁相比)，但需要修复的缺陷量多；在使用过程中产生的缺陷尺寸一般较大，修复每个缺陷的焊接工作量大，因此需要一种既能保证焊接质量又能投资少、成本低、生产率高的焊接方法。

另外由于锌基合金具有导热性强，线膨胀系数大，熔点低，高温强度低等特点；再加上锌容易蒸发，因此给焊接带来一定的困难。

钨极氩弧焊的热量比较集中，热影响区小，焊接变形及应力小，可焊的材料范围广，特别适宜化学性质比较活泼的金属及其合金，常用来焊接铝、镁、铜及其合金；氩气的保护性能优良，再加上“阴极破碎”作用，在焊接铝及其合金时，可以不用焊剂，而通过电弧去除表面氧化膜。钨极氩弧焊和熔化极氩弧焊相比，电弧功率小，热输入少，用它焊接锌基合金，可以减少锌的蒸发。另外钨极氩弧焊在生产中应用较广，再加上对锌基合金焊丝尺寸的要求不高，容易推广应用。

通过试验发现，当电流为交流电时，“阴极破碎”作用虽然可部分去除表面氧化膜，形成熔合较好的焊缝，但锌的蒸发十分严重，产生大量的含有锌蒸汽的烟雾，对人体健康产生不利的影响。这是因为钨极氩弧焊的温度高(和氧-乙炔气焊相比)，锌很容易蒸发，而锌的蒸发又改变了弧柱气氛中的成分，降低了氩气的保护效果，使一些合金元素氧化烧损，形成大量的烟雾。为解决这个问题，必须在焊接时加入焊剂，才能使锌的蒸发量大大降低。

发明内容

本发明的目的就是为了解决目前锌基合金在不易焊接，传统钨极氩弧焊无法直接用于锌基合金的问题，提供一种具有方法简单，焊接质量好，符合焊接质量要求等优点的锌基合金的钨极氩弧焊工艺。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种锌基合金的钨极氩弧焊工艺，它的步骤为：

1)进行焊前准备和焊前清理；对于壁厚大于8mm的工件进行预热，壁厚小于8mm的工件无需预热；

2)焊接：采用钨极氩弧焊，用左焊法减少熔池过热；

3)焊后清理：将焊后留在焊缝及附近的残存焊剂及其反应产物清理干净。

所述步骤1)中，对于壁厚大于8mm工件的预热温度在100℃～140℃；采用氧-乙炔焰进行局部预热或其他方法进行整体预热。

所述步骤1)中，焊前准备过程为：坡口加工，即对于焊补的工件，首先对工件上的缺陷进行清理加工，用砂轮或其他工具对夹杂物、气孔、缩孔、疏松缺陷进行清理，然后将待焊处加工成U型坡口；对于连接的工件则应将坡口加工成V型。

所述步骤1)中，焊前清理为：首先用机械方法对表面进行清理，再用丙酮或酒精进行清洗，然后用热风对工件进行干燥处理，处理好的工件应马上进行焊接，以防工件再次受到污染。

所述步骤2)中，焊接的具体过程为：采用交流钨极氩弧焊，焊接电流为50～80A，电弧电压18～22V，焊接速度为4～12m/h，氩气流量为5～10L/min，钨极为铈钨级，焊剂采用混合焊剂，填充材料为和母材同质的焊棒；采用左焊法，焊嘴与工件表面的倾斜角应保持在30°～80°，为了便于操作，焊棒与工件表面的倾角应为20°～60°，且焊棒要在焊嘴的前方边熔化边送进，焊接结束时，为防止烧穿或塌陷，应迂回收弧，并把弧坑填满；对接焊时要在背面使用垫板。

所述混合焊剂各成分按WT％计：KCl 25～40％，LiCl 15～25％，KF5～20％，ZnCl₂15～30％。

所述步骤3)中，焊后清理过程为：焊完后要对焊缝及其周围的焊剂残渣和反应产物及时进行清理，可用毛刷在流水中进行冲刷。

本发明经过反复试验，确定焊接时厚度小于8mm的工件可以不进行预热，厚度大于8mm时要进行局部或整体预热，预热温度一般不低于100℃，这样在预热后涂抹焊剂时，焊剂中的水分能够蒸发掉，减少对焊接的不利影响；应选用小的线能量，减少热的输入，防止锌的蒸发。钨极氩弧焊的焊接工艺参数见表1。

表1钨极氩弧焊的焊接工艺参数