[发明专利]一种高硅含量硅钢的氩弧焊稳定焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及焊接技术，尤其涉及一种Si含量大于2％的高硅含量硅钢的氩弧焊稳定焊接方法。

背景技术

常化机组所用的焊机为保护气体氩弧焊焊机，用原有焊接技术即普通的反向电极加上原有的焊接工艺来焊接高硅含量的电工钢时，由于焊接质量不好，带钢运行的过程中过张力辊或者进入连退炉时极容易在焊缝处发生断带，每次处理断带都要很长的时间，需耗费大量的人力物力，严重影响机组的正常稳定顺行，生产效率低。

硅含量越高，氩弧焊焊缝附近的熔敷区的韧性就越差，用氩弧焊焊机焊接出来的高硅料焊缝的金相组织照片中可以明显的看到在焊缝周围的热反应区内有很明显的晶粒异常长大的现象，异常长大的晶粒会使金相组织变得非常脆，韧性较差，因此焊缝易断。

原有的焊接工艺的反向电极焊接后发现焊缝的上表面质量非常好，而下表面的形貌很不理想，究其原因，在用氩弧焊焊接硅含量较高的硅钢时过高的输入能量会促进焊缝周围热反应区内晶粒的异常长大，从而导致焊缝的力学性能变得很脆，韧性差，易断。因此，需要想办法有效的疏导焊接时注入的能量，优化焊接工艺，抑制晶粒的异常长大。

用保护气体氩弧焊焊机在原有的焊接工艺下焊接高硅含量的电工钢时，焊接质量很差，极容易在焊缝处发生断带，严重影响机组的正常稳定顺行，生产效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高硅含量硅钢的氩弧焊稳定焊接方法，特别是Si含量大于2％高硅含量硅钢，使焊缝下表面质量大大改善，注入的能量得以较快的扩散，热反应区内无晶粒异常长大，焊缝的力学性能也大大的提高。

为达到上述目的，本发明的技术方案是，

一种高硅含量硅钢的氩弧焊稳定焊接方法，首先对用于支撑焊缝成形的焊接反向电极进行结构设计，作为焊接反向电极的上表面沿长度方向设计一条电极槽，电极槽断面为圆弧形，其宽度为4～10mm，其圆弧的半径为5.5～15.5mm，圆弧形电极槽的深度为0.6～3.6mm；然后进行焊接，待焊钢板放置于焊接反向电极上，焊缝间隙为0.4～2.0mm，焊接速度1500～2900mm/min，送丝速度10～35m/min，开始熔合设定值和停止熔合设定值分别设为0.1～1.5s和0.2～2.0s。

进一步，所述的焊接反向电极的下表面也设计一条电极槽，其结构与上表面电极槽结构相同。

焊接反向电极是一个安装在焊接横梁中间卡盒内的四边形铜条，连接有焊接电源的一极，作为地线。在电极铜条的上表面设计一条圆弧形电极槽，用于支撑焊缝成形。

电极槽设计为圆弧形，其宽度为4～10mm。对于焊缝间隙为0.4～2.0mm的氩弧焊硅钢焊接工艺来说，2～12mm的电极槽宽度既能使焊缝饱满，又能够恰到好处的抑制热感应区向外扩散。圆弧形电极槽的深度为0.6-3.6mm，向两侧逐渐变浅，这种深度可以保证焊缝中心有足够的能量注入，又有利于焊缝附近能量的扩散。

圆弧形槽比较均匀平滑，能量不易聚集，可以有效的疏导能量，难以形成高能量区，从而抑制晶粒的异常长大，同时可以有效的支撑焊缝成形，使得焊缝下表面的外观有了很大的改善，由于热感应区的晶粒组织均匀、无异常长大，其力学性能也有了显著的提高。

针对氩弧焊焊接高硅料易在焊缝附件形成高温区的特点，本发明考虑通过合适的焊接工艺方法降低热反应区的温度从而阻止晶粒长大，因此提高了焊接速度和送丝速度、降低了开始熔合设定值和停止熔合设定值，目的就是降低热反应区的温度。经过反复试验，发现当焊接速度为1500～2900mm/min，送丝速度为10～35m/min时，焊缝的质量较好。

另外，焊缝间隙对焊接质量的好坏也起着决定性的影响，间隙过大则会导致虚焊，间隙过小则会导致焊不透，焊缝的下表面质量不好，针对焊缝间隙我们做了进一步的调整，试验发现焊缝间隙为0.4～2.0mm时，焊接质量比较理想。

焊缝两个端点的质量非常重要，也就是起弧和收弧的地方，一般来讲，起弧和收弧时注入的能量比较大，高能量会导致高硅料的热反应区内晶粒异常长大，变得非常脆，很容易断裂，为此还适当调整了开始熔合设定值和停止熔合设定值，试验发现，把开始熔合设定值(起弧时间)和停止熔合设定值(收弧时间)分别设为0.1～1.5s和0.2～2.0s比较合适。

本发明的有益效果