專利名稱：鋼鐵材料表面堆焊縫寬度精確控制用輔助成型板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及焊接技術(shù)，特別涉及鋼鐵材料表面堆焊縫寬度精確控制用輔助成 型板。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，鋼鐵材料表面堆焊技術(shù)在機(jī)械及零部件修復(fù)、補(bǔ)焊領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，如 軋輥表面修復(fù)、沖壓模具強(qiáng)化與修復(fù)、汽車與機(jī)車曲軸、輪轂、氣缸、活塞、剎車盤(pán)等的修復(fù) 與表面改性、航空航天機(jī)械零部件表面改姓、大型水輪機(jī)葉片修復(fù)與強(qiáng)化等領(lǐng)域，通過(guò)材料 表面堆焊技術(shù)的應(yīng)用，可以有效提高工件表面質(zhì)量，大大延長(zhǎng)其使用壽命，降低生產(chǎn)成本。 材料表面堆焊縫一般起到改善工件美觀程度、消除缺陷、耐磨損、耐腐蝕的作用，在某些功 能堆焊縫的制作中還有特殊的作用，如在進(jìn)行材料無(wú)塑性轉(zhuǎn)變(NDT)溫度落錘試驗(yàn)前，需 要在材料表面制作脆性堆焊縫，并在此處預(yù)制裂紋源。在不同的應(yīng)用場(chǎng)合中，對(duì)材料表面堆焊縫的形狀與幾何尺寸會(huì)有不同要求，而焊 縫寬度則是一個(gè)重要因素。如在航空機(jī)械精密零部件堆焊時(shí)，需要嚴(yán)格控制堆焊縫寬度； 在進(jìn)行一些大型零部件修復(fù)時(shí)，每道堆焊縫寬度會(huì)影響整個(gè)工作效率；在進(jìn)行NDT落錘試 驗(yàn)裂紋源堆焊縫制備時(shí)，對(duì)堆焊縫寬度也提出了明確的范圍。當(dāng)前，針對(duì)各種不同特點(diǎn)堆焊縫寬度的控制，可以有不同的方法，如中國(guó)專利申請(qǐng) 號(hào)CN200310109262. 3公開(kāi)了一種用于機(jī)械螺桿耐磨表面自動(dòng)堆焊修復(fù)的方法與設(shè)備，通 過(guò)對(duì)焊接工藝參數(shù)以及機(jī)械行走與變位參數(shù)的調(diào)整與控制，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)焊縫寬度與深度的 控制；中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N200420090652. 0則公開(kāi)了一種軋輥?zhàn)詣?dòng)堆焊機(jī)，通過(guò)焊接電弧 的擺動(dòng)實(shí)現(xiàn)堆焊縫寬度的控制；中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N00113806. 5公開(kāi)了一種利用帶極埋 弧堆焊進(jìn)行鐵路機(jī)車車鉤修復(fù)的技術(shù)，通過(guò)帶狀電極的寬度可以控制堆焊縫的寬度。上述發(fā)明基本上都是基于參數(shù)可控性良好的自動(dòng)堆焊技術(shù)，在焊接參數(shù)設(shè)置合 理、過(guò)程控制精確的前提下，堆焊縫寬度基本上能夠保持穩(wěn)定，其受到人為因素的影響非常 小。然而，在實(shí)際的工業(yè)應(yīng)用中某些場(chǎng)合特別需要利用手工或半自動(dòng)焊接方法進(jìn)行表面堆 焊，而此時(shí)的堆焊縫寬度受到焊工的人為影響很大，即使在焊接工藝及材料相同的條件下， 堆焊縫寬度尺寸的重現(xiàn)性也不太好，在某些場(chǎng)合甚至?xí)绊懝ぜ氖褂?，而?dāng)前已經(jīng)公開(kāi) 的技術(shù)尚不能解決這種問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的旨在提供一種鋼鐵材料表面堆焊縫寬度精確控制用輔助成型 板，有效解決手工或半自動(dòng)堆焊過(guò)程中焊縫寬度受焊工人為因素影響大以及重現(xiàn)性差的問(wèn) 題，實(shí)現(xiàn)鋼鐵材料及零部件手工或半自動(dòng)堆焊縫的精確控制，最終滿足生產(chǎn)與技術(shù)需求。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為鋼鐵材料表面堆焊縫寬度精確控制用輔助成型板，其特征是，在板的中央開(kāi)設(shè)有 輔助成型槽，成型槽的形狀為直線型、弧線形、曲線形、或鋸齒形。[0009]進(jìn)一步，所述的輔助成型板設(shè)計(jì)為兩端開(kāi)口、一端開(kāi)口或全封閉型。有，所述的焊接輔助成型板輔助成型槽的一側(cè)寬度范圍為a = 10 80mm，厚度范 圍為3 7mmo另外，本實(shí)用新型所述的焊接輔助成型板材料為紫銅板。輔助成型板的厚度和寬度尺寸也是非常重要的設(shè)計(jì)參數(shù)，當(dāng)板厚太薄、寬度太窄 時(shí)，可能會(huì)由于焊接熱輸入的作用使銅板邊緣部分熔化，產(chǎn)生前面所述“粘邊”和焊縫滲銅， 影響堆焊縫成型及寬度控制效果；如果板厚太厚、寬度太大，則會(huì)由于紫銅板的快速導(dǎo)熱大 大加快堆焊縫冷卻速度，加之材料碳當(dāng)量、焊接應(yīng)力等因素會(huì)增加焊縫冷裂傾向。輔助成型板為全封閉或一端開(kāi)口型，不至于產(chǎn)生弧坑裂紋；輔助成型板兩端開(kāi)口型，此時(shí)起弧和熄弧處冷卻速度較小，可以避免弧坑裂紋的 產(chǎn)生。本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型提供了一種利用一定材質(zhì)及規(guī)格的輔助成型板，實(shí)現(xiàn)鋼鐵材料或工件 表面手工或半自動(dòng)堆焊縫寬度精確控制的技術(shù)，可以從根本上解決手工或半自動(dòng)堆焊過(guò)程 中焊縫寬度受焊工人為因素影響大以及重現(xiàn)性差的問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)鋼鐵材料或產(chǎn)品手工或 半自動(dòng)堆焊縫寬度的精確控制。普遍應(yīng)用的自動(dòng)堆焊技術(shù)對(duì)施工條件與環(huán)境要求很高，在某些場(chǎng)合與工件部位根 本無(wú)法實(shí)施自動(dòng)堆焊，如形狀復(fù)雜曲面、空間狹小部位、特殊應(yīng)用場(chǎng)合等，而本實(shí)用新型正 好克服了材料表面自動(dòng)堆焊技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的弱點(diǎn)和局限性，在必要的場(chǎng)合可以用手工 或半自動(dòng)堆焊工藝代替自動(dòng)堆焊，同時(shí)能夠保證堆焊縫寬度。本實(shí)用新型操作簡(jiǎn)便、使用靈活，在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域具有良好的推廣價(jià)值和潛力。
圖1為本實(shí)用新型焊接輔助成型板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型焊接輔助成型板一實(shí)施例(弧線型)的示意圖；圖3為本實(shí)用新型焊接輔助成型板另一實(shí)施例(鋸齒型)的示意圖；圖4為本實(shí)用新型焊接輔助成型板(兩端開(kāi)口)的示意圖；圖5為本實(shí)用新型焊接輔助成型板(一端開(kāi)口)的示意圖；圖6為本實(shí)用新型焊接輔助成型板(全封閉)的示意圖。圖中，1為待堆焊材料或工件、2為焊接輔助成型板、3為堆焊焊接填充區(qū)、4為堆焊 起弧處、5為堆焊熄弧處、6為輔助成型槽(堆焊縫)；a為成型板單側(cè)寬度、b為成型板寬度、 c為堆焊縫控制寬度、d為成型板長(zhǎng)度(焊接方向)。
具體實(shí)施方式
參見(jiàn)圖1 圖3，本實(shí)用新型鋼鐵材料表面堆焊縫寬度精確控制用輔助成型板，根 據(jù)材料或工件1對(duì)表面堆焊縫形狀的具體需求，將依據(jù)堆焊縫形狀尺寸制成焊接輔助成型 板2，焊接輔助成型板2需要設(shè)計(jì)輔助成型槽6成對(duì)應(yīng)的形狀，如直線型、弧線形、曲線形、或 鋸齒形，并在輔助成型板相應(yīng)的填充區(qū)進(jìn)行堆焊；手工或半自動(dòng)堆焊在成型板的焊接填充 區(qū)進(jìn)行；同時(shí)，焊接操作人員可以根據(jù)清晰可見(jiàn)的輔助成型板邊緣確定焊槍擺動(dòng)寬度，保證手工或半自動(dòng)堆焊縫寬度的精確控制。參見(jiàn)圖4 圖6，所述的焊接輔助成型板2設(shè)計(jì)為兩端開(kāi)口、一端開(kāi)口或全封閉型。所述的焊接輔助成型板輔助成型槽一側(cè)寬度范圍為a = 10 80mm，厚度范圍為 3 7mm，且焊接輔助成型板厚度應(yīng)小于要求堆焊縫高度。本實(shí)用新型可以精確控制鋼鐵材料表面堆焊縫寬度，實(shí)現(xiàn)鋼鐵材料表面手工或半 自動(dòng)堆焊縫寬度的精確控制?？梢詮V泛應(yīng)用于各種鋼鐵材料及零部件需要進(jìn)行表面手工或 半自動(dòng)堆焊并對(duì)焊縫寬度有較高要求的場(chǎng)合。
權(quán)利要求鋼鐵材料表面堆焊縫寬度精確控制用輔助成型板，其特征是，在板的中央開(kāi)設(shè)有輔助成型槽，成型槽的形狀為直線型、弧線形、曲線形、或鋸齒形。
2.如權(quán)利要求1所述的鋼鐵材料表面堆焊縫寬度精確控制用輔助成型板，其特征是， 所述的輔助成型板設(shè)計(jì)為兩端開(kāi)口、一端開(kāi)口或全封閉型。
3.如權(quán)利要求1或2所述的鋼鐵材料表面堆焊縫寬度精確控制用輔助成型板，其特征 是，所述的焊接輔助成型板輔助成型槽的一側(cè)寬度范圍為a = 10 80mm，厚度范圍為3 7mm 0
4.如權(quán)利要求1或2所述的鋼鐵材料表面堆焊縫寬度精確控制用輔助成型板，其特征 是，所述的焊接輔助成型板厚度小于要求堆焊縫高度。
5.如權(quán)利要求3所述的鋼鐵材料表面堆焊縫寬度精確控制用輔助成型板，其特征是， 所述的焊接輔助成型板厚度小于要求堆焊縫高度。
6.如權(quán)利要求1或2所述的鋼鐵材料表面堆焊縫寬度精確控制用輔助成型板，其特征 是，所述的焊接輔助成型板材料為紫銅板。
7.如權(quán)利要求3所述的鋼鐵材料表面堆焊縫寬度精確控制用輔助成型板，其特征是， 所述的焊接輔助成型板材料為紫銅板。
8.如權(quán)利要求4所述的鋼鐵材料表面堆焊縫寬度精確控制用輔助成型板，其特征是， 所述的焊接輔助成型板材料為紫銅板。
專利摘要鋼鐵材料表面堆焊縫寬度精確控制用輔助成型板，在板的中央開(kāi)設(shè)有輔助成型槽，成型槽的形狀為直線型、弧線形、曲線形、或鋸齒形。焊接操作人員可以根據(jù)清晰可見(jiàn)的輔助成型板邊緣確定焊槍擺動(dòng)寬度，保證手工或半自動(dòng)堆焊縫寬度的精確控制。本實(shí)用新型輔助成型板實(shí)現(xiàn)工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的鋼鐵材料表面手工或半自動(dòng)堆焊縫寬度精確控制的技術(shù)，有效解決手工或半自動(dòng)堆焊過(guò)程中焊縫寬度受焊工人為因素影響大以及重現(xiàn)性差的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)鋼鐵材料及零部件手工或半自動(dòng)堆焊縫的精確控制，最終滿足生產(chǎn)與技術(shù)需求。
文檔編號(hào)B23K9/02GK201644993SQ20102018353
公開(kāi)日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月29日
發(fā)明者劉碩, 錢(qián)偉方, 馬曉光 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司