[发明专利]一种金属粉末再压缩等离子弧焊接工艺

说明书

本发明涉及等离子弧焊接，特指一种金属粉末再压缩等离子弧焊接工艺，可实现材料的优质高效焊接。该工艺通过金属粉末调控电弧等离子体电特性，改善等离子弧电‑磁‑热‑力特性，提高电弧穿透能力，可以焊透大厚度的材料。该工艺可以减小或消除弧坑处的匙孔，可以提高焊缝成形质量，可以减小热影响区宽度，可以提高焊接接头质量。

技术领域

本发明涉及等离子弧焊接，特指一种金属粉末再压缩等离子弧焊接工艺，可实现材料的优质高效焊接。

背景技术

实现材料的优质高效焊接是焊接领域的重要课题。等离子弧焊接可以在不开坡口条件下一次性焊透材料，实现单面焊双面成形。在船舶制造、桥梁搭建、压力容器制造、管道生产等领域，等离子弧焊接具有广阔的潜在应用前景。然而，常规等离子弧焊接工艺裕度小、小孔稳定性差，制约了等离子弧焊接的应用。等离子弧焊接时，焊缝上表面易出现下凹、弧坑处易出现盲孔等焊缝成形缺陷，影响焊接接头质量。

发明内容

针对上述常规等离子弧焊接存在的不足，本发明提出一种金属粉末再压缩等离子弧焊接工艺。

本发明采取的技术方案是：

一种金属粉末再压缩等离子弧焊接工艺，其特征在于，在等离子弧焊接过程中，加入金属粉末调控等离子体电特性，改善等离子弧电-磁-热-力特性，提高等离子弧焊接熔透能力，改善焊缝成形，减小或者消除弧坑处的盲孔，提焊接接头质量。

进一步的设计是，采用等离子弧焊机、等离子弧焊枪、金属粉末送入装置等焊接设备实现上述功能。

进一步的设计是，通过金属粉末送入量、金属粉末送入位置、金属粉末材质及颗粒度等来调控等离子弧电-磁-热-力特性，提高焊接熔透能力。

进一步的设计是，通过调控金属粉末送入量在5-40g/min之间，消除弧坑处的盲孔，改善焊缝成形。

进一步的设计是，根据焊接要求、待焊工件材质选择合适的金属粉末，金属粉末颗粒度在70-200目之间。金属粉末的选取原则是：焊缝与待焊材料等化学成分匹配。

进一步的设计是，金属粉末送入位置为等离子弧弧柱中。

更进一步的设计是，调整主要焊接工艺参数包括焊接电流、离子气流量、焊接速度、保护气流量、钨极内缩量、喷嘴到工件距离等，实现待焊工件的金属粉末再压缩等离子弧焊接。焊接电流为100-190A，焊接速度80-150mm/min，离子气流量1.5-2.4L/min，保护气流量18-22L/min，钨极直径，3-5mm，钨极内缩量3-4mm，喷嘴到工件距离为5-6mm。

本发明金属粉末再压缩等离子弧焊接工艺具有以下优势：该工艺对等离子弧进行“再次压缩”，提高电弧能量密度，一次可以焊透更厚的工件，实现优质高效焊接；该工艺可以减小熔宽和热影响区，降低对母材的热影响，提高焊接接头质量；该工艺金属粉末的加入可以避免焊缝正面下凹，有效改善焊缝成形，并减小或消除弧坑处的盲孔。

附图说明:

图1是常规等离子弧焊接焊缝。

图2是金属粉末再压缩等离子弧焊接焊缝。

具体实施方式

一种金属粉末再压缩等离子弧焊接工艺，本实施例以10mm厚的304不锈钢的穿孔等离子弧焊接为例，具体步骤如下：

(1)焊前准备：将316不锈钢工件正反面进行打磨去除油污铁锈，直至出现金属光泽，保证工件的平整。

(2)焊件装配：将打磨好的工件平放在可移动焊接平台上，调整焊枪喷嘴到工件的距离为5～6mm，钨极直径为4mm的钍钨极。