專利名稱：脈沖埋弧焊焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種脈沖埋弧焊焊接方法，屬于焊接工藝技術(shù)。
背景技術(shù)：
埋弧自動焊的熔深大，生產(chǎn)率高，操作容易，因而非常適合中厚板的焊接。在輸油(氣)鋼管、船舶、鍋爐及壓力容器、橋梁、起重機械、鐵路車輛、工程機械、冶金機械、核電站結(jié)構(gòu)、海洋結(jié)構(gòu)等制造部門有著廣泛的應(yīng)用。自該焊接方法于上世紀(jì)三十年代發(fā)明以來，一直是焊接生產(chǎn)中使用最普遍的方法之一。
由于焊絲存在自身電阻，在細(xì)絲(ф3.2mm以下)埋弧焊中，熔池不易過熱，焊接接頭的力學(xué)性能(特別是沖擊韌性)容易得到保證。而當(dāng)使用粗焊絲(ф4.0mm及以上)時，熔池獲得的能量占整個電弧能量的比例增加，熔池容易過熱，焊接接頭的力學(xué)性能(特別是沖擊韌性)難以得到保證。大量的研究表明，此時還伴有晶粒長大的現(xiàn)象。當(dāng)被焊鋼材的強度級別提高后，合理的焊接工藝參數(shù)選擇范圍變窄，焊接質(zhì)量與效率的矛盾變得突出了。
為了解決晶粒長大的問題以及質(zhì)量與效率的矛盾，前人提出了雙焊絲單導(dǎo)電嘴、單焊接電源的TWIN電弧焊接法，并在埋弧焊工藝中得到了應(yīng)用。但由于種種原因，在我國并沒有推廣開來。
一般而言，使焊接接頭晶粒細(xì)化的方法主要有兩種一是在焊絲、焊劑中加入細(xì)化晶粒的元素，如V、Nb、Ti、Mo等，取得了較好的效果。但這種方法使用起來不方便，焊絲的化學(xué)成分由冶煉鋼材的鋼廠控制，調(diào)整起來很麻煩，且研制周期長，費用高；焊劑也有同樣的問題，使金屬結(jié)構(gòu)制造廠(焊絲、焊劑的使用者)很難控制。二是使用電磁振蕩的方法使晶粒細(xì)化。一般的做法是在埋弧焊機的機頭部位裝上一個電磁振蕩器(其原理類似于電磁鐵)，通過控制電磁振蕩器的參數(shù)，使焊接接頭(包括熔池)受到可控的電磁振蕩，達到細(xì)化晶粒、提高焊接接頭綜合力學(xué)性能(特別是沖擊韌性)的目的。已故的西安交通大學(xué)賈昌申教授在這方面做了許多工作，并取得了很好的效果。但這種方法的缺點是顯而易見的安裝空間狹小、工作條件惡劣、妨礙正常焊接操作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種脈沖埋弧焊焊接方法，該焊接方法能顯著地提高焊接接頭的質(zhì)量何生產(chǎn)率，并且操作方便、可靠。
本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案加以實現(xiàn)的，采用電流脈沖控制器調(diào)制埋弧焊焊接過程的焊接電流，實現(xiàn)控制輸入熱量，產(chǎn)生電磁振蕩，細(xì)化晶粒，提高焊接接頭綜合力學(xué)性能的脈沖埋弧焊焊接方法，其特征在于，針對焊接對象，選定焊接基值電流的大小，然后調(diào)整脈沖峰值電流大小、脈寬比、脈沖頻率及焊接速度。
上述脈沖電流參數(shù)值是，基值電流為400-500A，峰值電流為1100-1400A，脈寬比為25-40％，脈沖頻率為5-15Hz，焊接速度為600-900mm/min。
本發(fā)明的優(yōu)點在于，使用的焊接電流平均值低于傳統(tǒng)的埋弧焊焊接電流值，其焊縫熔深較大，同時由于脈沖電流產(chǎn)生的振蕩作用，不但細(xì)化了晶粒，改善了熱影響區(qū)受熱情況，而且提高了焊接接頭的力學(xué)性能(特別是沖擊韌性)，在不降低熔敷效率的前提下，提高了焊接質(zhì)量和焊接效率。


圖1為實施方式1的焊接電弧的電流電壓波形照片。
圖2為實施方式2的焊接電弧的電流電壓波形照片。
圖中上線為電壓波形圖，下線為電流波形圖。
具體實施例方式
實施方式1利用美國林肯電氣公司DC-1500型弧焊電源和NA-3型送絲機進行埋弧焊，使用的焊劑為SJ101型燒結(jié)焊劑，焊接速度為784mm/min，脈沖電流為1250A，基值電流為500A，脈寬比35％，脈沖頻率為10Hz，焊接電弧的電流電壓的波形見附圖1。
實施方式2利用美國林肯電氣公司DC-1500型弧焊電源和NA-3型送絲機進行埋弧焊，使用的焊劑為SJ101型燒結(jié)焊劑，焊接速度為784mm/min，脈沖電流為1500A，基值電流為300A，脈寬比35％，脈沖頻率為25Hz，焊接電弧的電流電壓的波形見附圖2。
權(quán)利要求
1.一種脈沖埋弧焊焊接方法，該方法是通過電流脈沖控制器調(diào)制埋弧焊焊接過程的焊接電流，實現(xiàn)控制輸入熱量，產(chǎn)生電磁振蕩，細(xì)化晶粒，提高焊接接頭綜合力學(xué)性能，其特征在于針對焊接對象，選定焊接基值電流的大小，然后調(diào)整脈沖峰值電流大小、脈寬比、脈沖頻率及焊接速度。
2.按權(quán)利要求1所述的脈沖埋弧焊焊接方法，其特征在于脈沖電流參數(shù)值是，基值電流為400-600A，峰值電流為1100-1400A，脈寬比為25-40％，脈沖頻率為5-15Hz，焊接速度為600-900mm/min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種脈沖埋弧焊焊接方法，屬于焊接工藝技術(shù)。該方法是通過電流脈沖控制器調(diào)制埋弧焊焊接過程的焊接電流，實現(xiàn)控制輸入熱量，產(chǎn)生電磁振蕩，細(xì)化晶粒，提高焊接接頭綜合力學(xué)性能，其特征在于針對焊接對象，選定焊接基值電流的大小，然后調(diào)整脈沖峰值電流大小、脈寬比、脈沖頻率及焊接速度。本發(fā)明的優(yōu)點在于，使用的焊接電流平均值低于傳統(tǒng)的埋弧焊焊接電流值，其焊縫熔深較大，同時由于脈沖電流產(chǎn)生的振蕩作用，不但細(xì)化了晶粒，改善了熱影響區(qū)受熱情況，而且提高了焊接接頭的力學(xué)性能(特別是沖擊韌性)，在不降低熔敷效率的前提下，提高了焊接質(zhì)量和焊接效率。
文檔編號B23K31/02GK1457955SQ0313001
公開日2003年11月26日 申請日期2003年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月10日
發(fā)明者李桓, 郭海云, 田鵬, 杜乃成, 薛海濤, 葉長軍 申請人:天津大學(xué)