[发明专利]自动堆焊用柔性粉末带

说明书

技术领域

本发明属于用于非接合目的的电弧焊接方法领域。主要适用于金属表面大面积堆焊。

背景技术

众所周知，在表面磨损比较严重的情况下，为了延长零部件的使用寿命，常在金属表面堆焊一层耐磨合金，提高表面耐磨性能。在堆焊层中往往含有一定量的硬化合金。在现有的几种电弧堆焊方法中，各自具有不同的特点：气体保护(或渣保护)粉芯焊带或粉芯焊丝自动堆焊方法，其堆焊效率高、工艺过程稳定、成分均匀，是较理想的堆焊方法。但由于受到焊带、焊丝本身装填系数的限制，(一般小于40％)，堆焊层的合金含量也受到限制，不会太高；另外，粉芯焊带和焊丝的制造成本较高，影响大面积推广使用。在现有的堆焊方法中，也有的将合金粉末与粘结剂混合压制成块，堆焊前将粉块摆放在金属表面上，以热源熔化形成堆焊层。使用的热源可以是碳弧电极、手工焊条电弧、熔化极或非熔化极气体保护焊电弧等明弧。这种方法的优点是：堆焊合金含量高，焊材成本低，无须熔化焊剂，能量利用合理，不需清渣，堆焊过程可视性好。其缺点是：粉块需手工摆放，甚至热源也经手工移动，影响了操作的机械化程度；由于粉块是在堆焊前摆放上去的，所以无法在自转的回转体表面上进行堆焊；另外手工摆放的位置、间隔无法准确一致，影响堆焊层成分的均匀性。

申请号为CN88105750.9的中国专利提供了一种埋弧自动焊覆层焊剂及装置。它是将粉末和焊丝分别独立送入熔池，熔化后形成堆焊层整体。其成本大幅下降，但仍需消耗大量焊剂，而且在实际操作过程中，时有因电弧不能将焊剂下的粉末完全熔化，造成堆焊成分不准确、不均匀，以及焊剂中因混入了金属粉而造成回收再利用的困难。

专利号ZL99119602.3的中国专利提供了一种金属表面大面积堆焊的方法。它是将金属粉末置于一袋状包装物内，压制成具有一定厚度和宽度的柔性粉末带，粉末带可以根据需要制作成任意长度。堆焊时，粉末带自动、连续地铺设在金属表面，以熔化极气体保护焊电弧为热源，电极、粉末带和金属表面层同时熔化，共同形成堆焊金属层。此方法集中了上述各种方法的优点：既可提高过渡合金的比例，能量利用合理，熔化效率高；又便于机械化操作。但由于柔性带制作方法，使得产品在使用中时常发生问题：为了防止柔性带中粉末漏出，使用超薄塑料膜作包装层的内层，其中的金属粉末因无法固化而不能加入粘结剂，因此金属粉末在柔性袋中处于流动状态。当施焊前向钢板表面不设粉末带时，将发生随粉末带外形改变而产生的铺设量不均匀问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种降低成本，不仅能在多种堆焊工矿条件下实现堆焊效率高、粉带铺设重量均匀，堆焊层成分更加准确，且能在要求更高的场合实现大面积堆焊的自动堆焊用柔性粉末带。

根据上述目的，本发明整体的技术方案的工作原理为：

柔性粉末带由外层包裹材料和内部粉末块组成，宽度30～40mm，厚度4～6mm。虽然粉块体为刚性不可变形材料，但由于每块长度只有15～20mm，在外层柔性材料的完全包裹中，柔性带整体在长度方向呈良好的柔性，能够卷绕在轴盘中，并可以在堆焊操作过程中实现自动铺设。

针对上述目的和工作原理，本发明采用了如下技术方案：

本发明所述的自动堆焊用柔性粉末带由金属粉末块和包装层组成。金属粉块由金属粉与粘结剂混合经压制、烧结而成。包装层由三种材料构成：第一层为无纺布，第二层为编织线，第三层为热熔胶膜；无纺布直接包裹在粉块上，编织线编织在无纺布外，热熔胶膜贴敷在编织线外，将编织线与无纺布粘合。制造无纺布和线的原材料是天然纤维或玻璃纤维。

所述柔性粉末带的尺寸为：厚3～8mm，宽20～50mm。

所属的金属粉末为根据堆焊层需要所设计的过渡金属粉，如合金铸铁系、镍铬合金系、镍基合金系以及金属陶瓷等。

本发明柔性粉末带的制备方法是：包装制造粉末带过程是连续进行的，具体步骤如下：首先无纺布长带在前行中铺设在包装机送料带中，经整理好的粉块单层、整齐、无间隙地码放在无纺布的居中位置上，然后由翻边机构将无纺布两条侧边先后翻到粉块上面，并重叠一定宽度，再由编织机牵引着多根线在无纺布外编织线网，线网层将柔性带包紧，最后，由胶枪喷嘴将热熔胶丝涂布在柔性带的两条上楞边上，压合成两条胶膜将无纺布与编织线网粘合在一起。随着包装机的连续工作，可以生产出无限长度的柔性带。