一种消除铝铸件补焊气孔缺陷的方法.pdf

一种消除铝铸件补焊气孔缺陷的方法，采用了特种钨极氩弧焊剂的钨极氩弧焊，工艺参数为：焊接电流：110-380A，预热温度：60-160℃，焊接速度：7-25m/h，钨极直径：Φ3.2-8.0mm，焊丝直径：1.6-6.0mm，氩气流量：14-110L/min；开设坡口，将焊区清洗干净，进行预热；将焊丝洗刷干净；将焊剂涂覆于坡口表面，或用焊丝一端煨热后沾取适量干焊剂立即实施焊接；焊后立即用热水将焊区表面熔剂残渣清洗干净。本发明的优点：采用钨极氩弧，采用该焊剂，配合所述的成套钨极氩弧焊工艺，既消除了所述的气孔缺陷，解决了铝铸件补焊的一大难题。该补焊工艺技术可消除或者有效减少补焊区气孔缺陷。

1、  一种消除铝铸件补焊气孔缺陷的方法，其特征在于：所述的消除铝铸件补焊气孔缺陷的方法是采用了特种钨极氩弧焊剂的钨极氩弧焊，工艺参数为：焊接电流：110-380A，预热温度：60-160℃，焊接速度：7-25m/h，钨极直径：Φ3.2-8.0mm，焊丝直径：1.6-6.0mm，氩气流量：14-110L/min；
具体操作工艺：根据铸件原始缺陷合理开设坡口，保证四壁光亮，无毛刺、油污、污垢；焊前采用丙酮将焊区清洗干净，并根据铸件形状、壁厚等条件进行预热；将焊丝洗刷干净；将事先用水调好的糊状焊剂均匀地涂覆于坡口表面，或用焊丝一端煨热后沾取适量干焊剂立即实施焊接；焊后立即用热水将焊区表面熔剂残渣清洗干净；对于多层焊，每层之间先清理干净熔剂，再进行下层施焊。

2、  按照权利要求1所述的消除铝铸件补焊气孔缺陷的方法，其特征在于：所述的特种钨极氩弧焊剂由KCl、NaCl、Na₃AlF₆组成，为白色粉末状。

一种消除铝铸件补焊气孔缺陷的方法
技术领域
本发明涉及焊接领域，特别提供了一种消除铝铸件补焊气孔缺陷的方法。
背景技术
铝铸件在铸造过程中产生如缩松、气孔等铸造缺陷时，通常需要焊接修复。由于一些大型或复杂铸件结构上的限制，或者由于铸造过程中误操作，将导致铸件基体整体或局部气体(氢气)含量较高。该类铸件补焊时，沿原基体坡口弧面处常产生密集线性气孔，导致该类铸件补焊报废率极高，尤其是吸气倾向大的铝硅合金铸件。
铝铸件补焊一般采用钨极氩弧焊和熔化极气体保护焊。对于这种补焊密集线性气孔，多从坡口表面处理，焊丝纯净度及表面质量控制等方面入手。然而，由于产生该缺陷的根本原因是如前述铸件基体含气量高，因此相关研究收效甚微，现无有效技术解决该问题。
铝结构件采用气焊时具有一定的精炼作用，有消除或减少焊接气孔缺陷作用。但由于气焊热量不集中，焊铝合金时易产生热裂缺陷，而且焊区力学性能也不理想，因此目前无论是结构件还是铸件补焊，均已较少采用。采用气焊焊剂补焊铝铸件也未见报道。
氩弧焊由于热量集中等优点，是高质焊接的代表，已成为有色金属、不锈钢、超高强度钢等合金主要的焊接方法。但是常规的氩弧焊单道焊熔深有限(约3mm)，厚板焊接时需开坡口进行多层多道焊，焊接过程繁琐、成本高、效率低下，明显限制了该工艺方法的应用范围。因此，自60年代起乌克兰的巴顿焊接研究所首创的一种目的在于增加氩弧焊焊缝熔深的焊剂产品，对此研究成为热点，已有美国、日本、英国、苏联等进行了大量研究，开发了以氟化物和氯化物为主的钨极氩弧焊焊剂涂层系列，并取得了相当不错的成果。但这些研究成果和相关专利技术旨在提高钨极氩弧的熔深，从而降低成本，提高焊接质量。所采用焊剂起不到精炼作用，不能用于铸件补焊来达到消除或者减少焊区气孔缺陷的目的。
发明内容
本发明的目的是提供一种消除铝铸件补焊气孔缺陷的方法。
本发明是针对前述铝铸件补焊线性气孔问题，结合气焊方法、钨极氩弧焊剂的相关研究成果，并参考铝合金熔体精炼相关理论和精炼剂研究成果，开发了一种新型钨极氩弧焊剂，形成了一种可消除或减少前述铝铸件补焊密集线性气孔的方法。
本发明提供了一种消除铝铸件补焊气孔缺陷的方法，其特征在于：所述的消除铝铸件补焊气孔缺陷的方法是采用了特种钨极氩弧焊剂的钨极氩弧焊，工艺参数为：焊接电流：110-380A，预热温度：60-160℃，焊接速度：7-25m/h，钨极直径：Φ3.2-8.0mm，焊丝直径：1.6-6.0mm，氩气流量：14-110L/min；
具体操作工艺：根据铸件原始缺陷合理开设坡口，保证四壁光亮，无毛刺、油污、污垢；焊前采用丙酮将焊区清洗干净，并根据铸件形状、壁厚等条件进行预热；将焊丝洗刷干净；将事先用水调好的糊状焊剂均匀地涂覆于坡口表面，或用焊丝一端煨热后沾取适量干焊剂立即实施焊接；焊后立即用热水将焊区表面熔剂残渣清洗干净；对于多层焊，每层之间先清理干净熔剂，再进行下层施焊。
所述的特种钨极氩弧焊剂由KCl、NaCl、Na₃AlF₆组成，为白色粉末状。
原理分析：熔剂中所含物质在焊接高温过程中，能与Al发生反应或者自挥发，生成Cl₂气或者卤化物气泡。同时，采用熔剂后可减少熔化金属的表面张力和粘度。因此，所生成的气泡可较为容易地将原基体中逸出的氢气带出补焊区，而不再残留于补焊区域形成气孔缺陷。这些熔剂组成物所产生的熔渣熔点低，密度小，极易浮于熔池表面。在熔渣上浮过程中也可以吸附一部分气泡。
该补焊工艺技术可消除或者有效减少补焊区气孔缺陷。
本实用新型的优点：采用气焊方法虽可起到精炼除气作用，但由于气焊的热量不集中等缺点，采用其补焊铝合金铸件，焊后易产生热裂、未熔合等缺陷，更严重的是，补焊区域力学性能大大降低。采用钨极氩弧，其焊剂不具备精炼除气作用。采用该焊剂，配合所述的成套钨极氩弧焊工艺，既消除了所述的气孔缺陷，又保证了铸件其他方面的质量，解决了铝铸件补焊的一大难题。
附图说明
下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1为  未使用本发明方法的焊接探伤图；
图2为  使用本发明方法的焊接探伤图。
具体实施方式
实施例1
某铝合金舱体铸件，材质为ZL114A，补焊处壁厚17mm，坡口尺寸：40×30×10mm。首先采用正常氩弧焊，未用焊剂，X光探伤显示沿原基体坡口弧面处存在大片密集线性气孔。返修采用该发明工艺，具体操作：在原补焊区域重新开设坡口，将线形气孔缺陷清除干净，坡口四壁表面光亮、显金属光泽、无毛刺，坡口尺寸：45×35×12mm，用丙酮将坡口清洗干净，无污垢、油污，将铸件补焊处局部加热，保持在60-80℃，采用的焊丝直径为Φ1.6mm，加热焊丝端头，沾取干燥的焊剂，实施补焊，焊接电流：110-160A，焊接速度：20-25m/h，钨极直径：Φ3.2mm，氩气流量：14-20L/min，分三层补焊完成。焊后经探伤，补焊区域无线性气孔存在。
实施例2
某铝合金壳体铸件，材质为ZL205A，补焊处壁厚40mm，坡口尺寸：65×45×25mm。同实施例一，首先采用正常氩弧焊，未用焊剂，X光探伤显示沿原基体坡口弧面处存在大片密集线性气孔。返修采用该发明工艺，具体操作：在原补焊区域重新开设坡口，将线形气孔缺陷清除干净，坡口四壁表面光亮、显金属光泽、无毛刺，坡口尺寸：70×48×28mm，用丙酮将坡口清洗干净，无污垢、油污，将铸件补焊处局部加热，保持在90-110℃，采用的焊丝直径为Φ3mm，加热焊丝端头，沾取干燥的焊剂，实施补焊，焊接电流：200-250A，焊接速度：15-18m/h，钨极直径：Φ4.8mm，氩气流量：24-28L/min，分三层补焊完成。焊后经探伤，补焊区域无线性气孔存在。实施例3
某铝合金壳体铸件，材质为ZL114A，补焊处壁厚60mm，坡口尺寸：55×35×32mm。同实施例一，首先采用正常氩弧焊，未用焊剂，X光探伤显示沿原基体坡口弧面处存在大片密集线性气孔。返修采用该发明工艺，具体操作：在原补焊区域重新开设坡口，将线形气孔缺陷清除干净，坡口四壁表面光亮、显金属光泽、无毛刺，坡口尺寸：60×42×34mm，用丙酮将坡口清洗干净，无污垢、油污，将铸件补焊处局部加热，保持在120-140℃，采用的焊丝直径为Φ4mm，加热焊丝端头，沾取干燥的焊剂，实施补焊，焊接电流：270-320A，焊接速度：12-15m/h，钨极直径：Φ4.8mm，氩气流量：80-90L/min，分三层补焊完成。焊后经探伤，补焊区域无线性气孔存在。
实施例4
某铝合金箱体铸件，材质为ZL114A，补焊处壁厚80mm，坡口尺寸：70×55×41mm。同实施例一，首先采用正常氩弧焊，未用焊剂，X光探伤显示沿原基体坡口弧面处存在大片密集线性气孔。返修采用该发明工艺，具体操作：在原补焊区域重新开设坡口，将线形气孔缺陷清除干净，坡口四壁表面光亮、显金属光泽、无毛刺，坡口尺寸：74×57×44mm，用丙酮将坡口清洗干净，无污垢、油污，将铸件补焊处局部加热，保持在130-150℃，采用的焊丝直径为Φ4mm，加热焊丝端头，沾取干燥的焊剂，实施补焊，焊接电流：270-320A，焊接速度：12-15m/h，钨极直径：Φ6.4mm，氩气流量：100-110L/min，分四层补焊完成。焊后经探伤，补焊区域无线性气孔存在。
实施例5
某铝合金锥型铸件，材质为ZL205A，补焊处壁厚90mm，坡口尺寸：102×67×52mm。同实施例一，首先采用正常氩弧焊，未用焊剂，X光探伤显示沿原基体坡口弧面处存在大片密集线性气孔。返修采用该发明工艺，具体操作：在原补焊区域重新开设坡口，将线形气孔缺陷清除干净，坡口四壁表面光亮、显金属光泽、无毛刺，坡口尺寸：105×71×54mm，用丙酮将坡口清洗干净，无污垢、油污，将铸件补焊处局部加热，保持在140-160℃，采用的焊丝直径为Φ6mm，加热焊丝端头，沾取干燥的焊剂，实施补焊，焊接电流：320-380A，焊接速度：8-10m/h，钨极直径：Φ8.0mm，氩气流量：80-90L/min，分五层补焊完成。焊后经探伤，补焊区域无线性气孔存在。