《一种锆材焊接材料的制备方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种锆材焊接材料的制备方法.pdf（6页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 102962609 A (43)申请公布日 2013.03.13 CN 102962609 A *CN102962609A* (21)申请号 201210540229.5 (22)申请日 2012.12.13 B23K 35/40(2006.01) (71)申请人 北京创高铁研科技发展有限公司 地址 100070 北京市丰台区富丰路 4 号工商 联大厦 B 座 1802 (72)发明人 沈天兴 朱丹 李丽 (74)专利代理机构 北京远大卓悦知识产权代理 事务所 ( 普通合伙 ) 11369 代理人 史霞 (54) 发明名称 一种锆材焊接材料的制备方法 (57) 摘要 。
2、本发明公开了一种锆材焊接材料的制备方 法， 在一级盘条表面加工形成两条螺旋状刻痕和 多条直线形刻痕， 这些刻痕分布在一级盘条的表 面， 成为容纳第一混合物的空间， 使得经过第二 次拉拔处理后， 第一混合物嵌入刻痕内部， 在一级 盘条的表面形成第一混合物涂层 ； 由于第一混合 物的粒径较大， 在第三次拉拔处理后， 第二混合物 还可以嵌入第一混合物的颗粒间隙之中， 在第一 混合物的涂层之上又形成致密的第二混合物的涂 层。 纳米级材料具有良好的界面性能， 在一级盘条 的表面的第二混合物涂层以及第一混合物涂层中 的纳米级氧化锆颗粒使得焊接时形成的电弧非常 稳定， 可迅速稳定的形成熔滴， 使得焊缝非常的。
3、均 匀， 焊接区域的连接强度良好。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 1/1 页 2 1. 一种锆材焊接材料的制备方法， 其特征在于， 包括以下步骤 ： 步骤一、 对焊丝原料盘条进行第一次拉拔处理成直径为 10mm 的一级盘条 ； 步骤二、 在一级盘条表面依次进行两次刻痕处理， 第一次刻痕处理在一级盘条表面形 成两条沿一级盘条长度方向延伸的螺旋状刻痕， 两条螺旋状刻痕具有相同的螺距， 相对于 一级盘条的周向成 180 度角分布， 第二次刻痕处理在一级盘条表面形成多条沿一级盘。
4、条长 度方向延伸的直线形刻痕， 且多条直线形刻痕相对于一级盘条的周向均匀分布 ； 步骤三、 在拉丝模的模盒内放置纳米级氧化锆粉末以及拉丝润滑剂的第一混合物， 其中， 氧化锆粉末在第一混合物中的添加量为重量百分比 7080%， 氧化锆粉末的粒径为 100200nm， 对经过两次刻痕处理的一级盘条进行第二次拉拔处理， 在第二次拉拔处理过程 中， 一级盘条经过拉丝模的模盒， 第一混合物被涂压在一级盘条的表面， 形成连续的第一混 合物涂层 ； 步骤四、 在拉丝模的模盒内放置纳米级氧化锆粉末以及拉丝润滑剂的第二混合物， 其中， 氧化锆粉末在第二混合物中的添加量为重量百分比 8090%， 氧化锆粉末的粒径。
5、为 1030nm， 对经过第二次拉拔处理的一级盘条进行第三次拉拔处理， 一级盘条经过拉丝模的 模盒， 第二混合物被涂压在一级盘条的表面， 形成连续的第二混合物涂层， 经过第三次拉拔 处理的一级盘条的直径为 12mm。 2. 如权利要求 1 所述的锆材焊接材料的制备方法， 其特征在于， 所述两条螺栓状刻痕 以及多条直线形刻痕的深度均为 0.010.03mm。 3.如权利要求1或2所述的锆材焊接材料的制备方法， 其特征在于， 所述直线形刻痕的 个数为 10 条。 4. 如权利要求 1 所述的锆材焊接材料的制备方法， 其特征在于， 所述步骤三中， 第一混 合物的氧化锆粉末的粒径为 150180nm。。
6、 5. 如权利要求 2 所述的锆材焊接材料的制备方法， 其特征在于， 第一混合物涂层的厚 度为 0.020.04mm， 第二混合物涂层的厚度为 0.0050.009mm。 权 利 要 求 书 CN 102962609 A 2 1/4 页 3 一种锆材焊接材料的制备方法 技术领域 0001 本发明涉及锆材焊接技术领域， 尤其涉及一种锆材焊接材料的制备方法。 背景技术 0002 锆材采用钨极氩弧焊实现焊接。现有技术的焊丝的生产工艺主要是将焊丝原料 盘条加工成直径合适的焊丝， 焊丝与母材具有同样的材质。但是以现有技术中的焊丝的焊 接过程中， 所形成的电弧缺乏稳定性， 熔滴不能稳定形成和滴落在焊接区域。
7、， 焊缝形状不均 匀， 影响焊接区域的强度。 发明内容 0003 针对上述技术问题， 本发明提供了一种具有良好的焊接性能的锆材焊接材料的制 备方法。 0004 本发明提供的技术方案为 ： 0005 一种锆材焊接材料的制备方法， 包括以下步骤 ： 0006 步骤一、 对焊丝原料盘条进行第一次拉拔处理成直径为 10mm 的一级盘条 ； 0007 步骤二、 在一级盘条表面依次进行两次刻痕处理， 第一次刻痕处理在一级盘条表 面形成两条沿一级盘条长度方向延伸的螺旋状刻痕， 两条螺旋状刻痕具有相同的螺距， 相 对于一级盘条的周向成 180 度角分布， 第二次刻痕处理在一级盘条表面形成多条沿一级盘 条长度方。
8、向延伸的直线形刻痕， 且多条直线形刻痕相对于一级盘条的周向均匀分布 ； 0008 步骤三、 在拉丝模的模盒内放置纳米级氧化锆粉末以及拉丝润滑剂的第一混合 物， 其中， 氧化锆粉末在第一混合物中的添加量为重量百分比 7080%， 氧化锆粉末的粒径为 100200nm， 对经过两次刻痕处理的一级盘条进行第二次拉拔处理， 在第二次拉拔处理过程 中， 一级盘条经过拉丝模的模盒， 第一混合物被涂压在一级盘条的表面， 形成连续的， 形成 连续的第一混合物涂层 ； 0009 步骤四、 在拉丝模的模盒内放置纳米级氧化锆粉末以及拉丝润滑剂的第二混合 物， 其中， 氧化锆粉末在第二混合物中的添加量为重量百分比 8。
9、090%， 氧化锆粉末的粒径为 1030nm， 对经过第二次拉拔处理的一级盘条进行第三次拉拔处理， 一级盘条经过拉丝模的 模盒， 第二混合物被涂压在一级盘条的表面， 形成连续的第二混合物涂层， 经过第三次拉拔 处理的一级盘条的直径为 12mm。 0010 优选的是， 所述的锆材焊接材料的制备方法中， 所述两条螺栓状刻痕以及多条直 线形刻痕的深度均为 0.010.03mm。 0011 优选的是， 所述的锆材焊接材料的制备方法中， 所述直线形刻痕的个数为 10 条。 0012 优选的是， 所述的锆材焊接材料的制备方法中， 所述氧化锆粉末在第一混合物中 的添加量为重量百分比 18%。 0013 优选。
10、的是， 所述的锆材焊接材料的制备方法中， 所述步骤三中， 第一混合物的氧化 锆粉末的粒径为 150180nm。 说 明 书 CN 102962609 A 3 2/4 页 4 0014 优选的是， 所述的锆材焊接材料的制备方法中， 第一混合物涂层的厚度为 0.020.04mm， 第二混合物涂层的厚度为 0.0050.009mm。 0015 本发明所述的锆材焊接材料的制备方法具有以下效果 ： 在一级盘条表面加工形成 两条螺旋状刻痕和多条直线形刻痕， 这些刻痕分布在一级盘条的表面， 成为容纳第一混合 物的空间， 使得经过第二次拉拔处理后， 第一混合物嵌入刻痕内部， 在一级盘条的表面形成 第一混合物涂。
11、层 ； 由于第一混合物的粒径较大， 在第三次拉拔处理后， 第二混合物还可以 嵌入第一混合物的颗粒间隙之中， 在第一混合物的涂层之上又形成致密的第二混合物的涂 层。纳米级材料具有良好的界面性能， 在一级盘条的表面的第二混合物涂层以及第一混合 物涂层中的纳米级氧化锆颗粒使得焊接时形成的电弧非常稳定， 可迅速稳定的形成熔滴， 使得焊缝非常的均匀， 焊接区域的连接强度良好。 具体实施方式 0016 下面对本发明做进一步的详细说明， 以令本领域技术人员参照说明书文字能够据 以实施。 0017 本发明提供一种锆材焊接材料的制备方法， 包括以下步骤 ： 0018 步骤一、 对焊丝原料盘条进行第一次拉拔处理成。
12、直径为 10mm 的一级盘条 ； 0019 步骤二、 在一级盘条表面依次进行两次刻痕处理， 第一次刻痕处理在一级盘条表 面形成两条沿一级盘条长度方向延伸的螺旋状刻痕， 两条螺旋状刻痕具有相同的螺距， 相 对于一级盘条的周向成 180 度角分布， 第二次刻痕处理在一级盘条表面形成多条沿一级盘 条长度方向延伸的直线形刻痕， 且多条直线形刻痕相对于一级盘条的周向均匀分布 ； 0020 步骤三、 在拉丝模的模盒内放置纳米级氧化锆粉末以及拉丝润滑剂的第一混合 物， 其中， 氧化锆粉末在第一混合物中的添加量为重量百分比 7080%， 氧化锆粉末的粒径为 100200nm， 对经过两次刻痕处理的一级盘条进行。
13、第二次拉拔处理， 在第二次拉拔处理过程 中， 一级盘条经过拉丝模的模盒， 第一混合物被涂压在一级盘条的表面， 形成连续的， 形成 连续的第一混合物涂层 ； 0021 步骤四、 在拉丝模的模盒内放置纳米级氧化锆粉末以及拉丝润滑剂的第二混合 物， 其中， 氧化锆粉末在第二混合物中的添加量为重量百分比 8090%， 氧化锆粉末的粒径为 1030nm， 对经过第二次拉拔处理的一级盘条进行第三次拉拔处理， 一级盘条经过拉丝模的 模盒， 第二混合物被涂压在一级盘条的表面， 形成连续的第二混合物涂层， 经过第三次拉拔 处理的一级盘条的直径为 12mm。 0022 所述的锆材焊接材料的制备方法中， 所述两条螺。
14、栓状刻痕以及多条直线形刻痕的 深度均为 0.010.03mm。 0023 所述的锆材焊接材料的制备方法中， 所述直线形刻痕的个数为 10 条。 0024 所述的锆材焊接材料的制备方法中， 所述氧化锆粉末在第一混合物中的添加量为 重量百分比 18%。 0025 所述的锆材焊接材料的制备方法中， 所述步骤三中， 第一混合物的氧化锆粉末的 粒径为 150180nm。 0026 所述的锆材焊接材料的制备方法中， 第一混合物涂层的厚度为 0.020.04mm， 第二 混合物涂层的厚度为 0.0050.009mm。 说 明 书 CN 102962609 A 4 3/4 页 5 0027 在一级盘条的表面依。
15、次进行两次刻痕处理， 分别在其表面形成两条螺旋状刻痕以 及多条直线形刻痕， 直线形刻痕优选个数为 10 条。上述这些刻痕均匀分布于一级盘条的表 面， 刻痕之间的排布应尽量紧密， 保证第二次拉拔处理时第一混合物能在一级盘条表面形 成一层均匀致密的涂层。刻痕的深度决定了刻痕内部所能够容纳的第一混合物的量， 也就 决定了第一混合物的涂层的厚度。 由于一级盘条经过拉丝模时所能携带的第一混合物的量 有限， 因此， 刻痕也不宜过深。本发明刻痕深度优选为 0.010.03mm。 0028 第一混合物由纳米级氧化锆粉末和拉丝润滑机组成， 纳米级氧化锆粉末的粒径为 100200nm。在第一混合物涂层之上通过第三。
16、次拉拔处理涂压形成第二混合物涂层。由于 第一混合物中氧化锆的粒径较大， 第二混合物的氧化锆粉末的粒径为 1030nm， 第二混合物 的氧化锆颗粒填充于第一混合物的氧化锆颗粒之间的间隙中， 两个涂层之间为无界面的结 合， 具有良好的结合强度， 保证焊接过程中焊丝的熔化过程稳定连续进行。 0029 第一混合物涂层的厚度优选为 0.020.04mm， 第二混合物涂层的厚度优选为 0.0050.009mm。 0030 第一混合物涂层中的纳米级氧化锆颗粒以及第二混合物涂层中的纳米级氧化锆 颗粒具有良好的界面性能， 可以保证焊接的稳定形。 0031 本发明形成由两种粒径纳米级氧化锆构成的涂层， 提高焊接的。
17、稳定性， 降低焊接 时飞溅情况， 增加熔深 2030%。本发明对涂层厚度的要求较低。由于一次加工所形成的涂 层的厚度有限， 如果对涂层的厚度要求较高， 则需要反复几次才能获得所需厚度的涂层， 这 会导致生产成本以及生产难度的增加。 0032 实施例一 0033 锆材焊接材料的制备方法包括以下步骤 ： 0034 步骤一、 对焊丝原料盘条进行第一次拉拔处理成直径为 10mm 的一级盘条 ； 0035 步骤二、 在一级盘条表面依次进行两次刻痕处理， 第一次刻痕处理在一级盘条表 面形成两条沿一级盘条长度方向延伸的螺旋状刻痕， 两条螺旋状刻痕具有相同的螺距， 相 对于一级盘条的周向成180度角分布， 第。
18、二次刻痕处理在一级盘条表面形成10条沿一级盘 条长度方向延伸的直线形刻痕， 且 10 条直线形刻痕相对于一级盘条的周向均匀分布 ； 0036 步骤三、 在拉丝模的模盒内放置纳米级氧化锆粉末以及拉丝润滑剂的第一混合 物， 其中， 氧化锆粉末在第一混合物中的添加量为重量百分比 70%， 氧化锆粉末的粒径为 100160nm， 对经过两次刻痕处理的一级盘条进行第二次拉拔处理， 在第二次拉拔处理过程 中， 一级盘条经过拉丝模的模盒， 第一混合物被涂压在一级盘条的表面， 形成连续的第一混 合物涂层， 第一次混合物涂层厚度为 0.02mm ； 0037 步骤四、 在拉丝模的模盒内放置纳米级氧化锆粉末以及拉。
19、丝润滑剂的第二混合 物， 其中， 氧化锆粉末在第二混合物中的添加量为重量百分比 90%， 氧化锆粉末的粒径为 1030nm， 对经过第二次拉拔处理的一级盘条进行第三次拉拔处理， 一级盘条经过拉丝模的 模盒， 第二混合物被涂压在一级盘条的表面， 形成连续的第二混合物涂层， 第二混合物涂层 厚度为 0.006mm， 经过第三次拉拔处理的一级盘条的直径为 1mm， 得到焊丝。 0038 焊缝均匀， 焊接过程中熔滴状态稳定， 无飞溅， 熔深增加 22%。 0039 实施例二 0040 锆材焊接材料的制备方法包括以下步骤 ： 说 明 书 CN 102962609 A 5 4/4 页 6 0041 步骤一。
20、、 对焊丝原料盘条进行第一次拉拔处理成直径为 10mm 的一级盘条 ； 0042 步骤二、 在一级盘条表面依次进行两次刻痕处理， 第一次刻痕处理在一级盘条表 面形成两条沿一级盘条长度方向延伸的螺旋状刻痕， 两条螺旋状刻痕具有相同的螺距， 相 对于一级盘条的周向成180度角分布， 第二次刻痕处理在一级盘条表面形成10条沿一级盘 条长度方向延伸的直线形刻痕， 且 10 条直线形刻痕相对于一级盘条的周向均匀分布 ； 0043 步骤三、 在拉丝模的模盒内放置纳米级氧化锆粉末以及拉丝润滑剂的第一混合 物， 其中， 氧化锆粉末在第一混合物中的添加量为重量百分比 80%， 氧化锆粉末的粒径为 150180n。
21、m， 对经过两次刻痕处理的一级盘条进行第二次拉拔处理， 在第二次拉拔处理过程 中， 一级盘条经过拉丝模的模盒， 第一混合物被涂压在一级盘条的表面， 形成连续的第一混 合物涂层， 第一混合物涂层厚度为 0.04mm ； 0044 步骤四、 在拉丝模的模盒内放置纳米级氧化锆粉末以及拉丝润滑剂的第二混合 物， 其中， 氧化锆粉末在第二混合物中的添加量为重量百分比 85%， 氧化锆粉末的粒径为 1030nm， 对经过第二次拉拔处理的一级盘条进行第三次拉拔处理， 一级盘条经过拉丝模的 模盒， 第二混合物被涂压在一级盘条的表面， 形成连续的第二混合物涂层， 第二混合物的涂 层的厚度为 0.008mm 经过第三次拉拔处理的一级盘条的直径为 1.2mm， 得到焊丝。 0045 焊缝均匀， 焊接过程中熔滴状态稳定， 无飞溅， 熔深增加 29%。 0046 尽管本发明的实施方案已公开如上， 但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列 运用， 它完全可以被适用于各种适合本发明的领域， 对于熟悉本领域的人员而言， 可容易地 实现另外的修改， 因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下， 本发明并不限 于特定的细节和这里示出与描述的实施例。 说 明 书 CN 102962609 A 6 。