自动堆焊用柔性粉末带制造技术

本发明专利技术属于用于非接合目的的电弧焊接方法领域。主要适用于金属表面大面积堆焊。本发明专利技术所述的自动堆焊用柔性粉末带由金属粉末块和包装层组成。金属粉块由金属粉与粘结剂混合经压制、烧结而成。包装层由三种材料构成：第一层为无纺布，第二层为编织线，第三层为热熔胶膜；无纺布直接包裹在粉块上，编织线编织在无纺布外，热熔胶膜贴敷在编织线外，将编织线与无纺布粘合。制造无纺布和线的原材料是天然纤维或玻璃纤维。本发明专利技术的与现有技术相比具有降低成本，不仅能在多种堆焊工矿条件下实现堆焊效率高、粉带铺设重量均匀，堆焊层成分更加准确，且能在要求更高的场合实现大面积堆焊的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于用于非接合目的的电弧焊接方法领域。主要适用于金属表面 大面积堆焊。
技术介绍
众所周知，在表面磨损比较严重的情况下，为了延长零部件的使用寿命， 常在金属表面堆焊一层耐磨合金，提高表面耐磨性能。在堆焊层中往往含有 一定量的硬化合金。在现有的几种电弧堆悍方法中，各自具有不同的特点 气体保护(或渣保护)粉芯焊带或粉芯焊丝自动堆焊方法，其堆焊效率高、 工艺过程稳定、成分均匀，是较理想的堆焊方法。但由于受到焊带、焊丝本 身装填系数的限制，(一般小于40%)，堆焊层的合金含量也受到限制，不会 太高；另外，粉芯焊带和焊丝的制造成本较高，影响大面积推广使用。在现 有的堆焊方法中，也有的将合金粉末与粘结剂混合压制成块，堆焊前将粉块 摆放在金属表面上，以热源熔化形成堆焊层。使用的热源可以是碳弧电极、 手工焊条电弧、熔化极或非熔化极气体保护焊电弧等明弧。这种方法的优点 是堆焊合金含量高，焊材成本低，无须熔化焊剂，能量利用合理，不需清 渣，堆焊过程可视性好。其缺点是粉块需手工摆放，甚至热源也经手工移 动，影响了操作的机械化程度；由于粉块是在堆焊前摆放上去的，所以无法 在自转的回转体表面上进行堆焊；另外手工摆放的位置、间隔无法准确一致， 影响堆焊层成分的均匀性。申请号为CN88105750.9的中国专利提供了一种埋弧自动焊覆层焊剂及 装置。它是将粉末和焊丝分别独立送入熔池，熔化后形成堆焊层整体。其成 本大幅下降，但仍需消耗大量焊剂，而且在实际操作过程中，时有因电弧不 能将焊剂下的粉末完全熔化，造成堆焊成分不准确、不均匀，以及焊剂中因 混入了金属粉而造成回收再利用的困难。专利号ZL99119602.3的中国专利提供了一种金属表面大面积堆焊的方 法。它是将金属粉末置于一袋状包装物内，压制成具有 -定厚度和宽度的柔 性粉末带，粉末带可以根据需要制作成任意长度。堆焊时，粉末带自动、连 续地铺设在金属表面，以熔化极气体保护焊电弧为热源，电极、粉末带和金 属表面层同时熔化，共同形成堆焊金属层。此方法集中了上述各种方法的优 点既可提高过渡合金的比例，能量利用合理，熔化效率高；又便于机械化 操作。但由于柔性带制作方法，使得产品在使用中时常发生问题为了防止 柔性带中粉末漏出，使用超薄塑料膜作包装层的内层，其中的金属粉末因无 法固化而不能加入粘结剂，因此金属粉末在柔性袋中处于流动状态。当施焊 前向钢板表面不设粉末带时，将发生随粉末带外形改变而产生的铺设量不均 匀问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种降低成本，不仅能在多种堆焊工矿条件下实 现堆焊效率高、粉带铺设重量均匀，堆焊层成分更加准确，且能在要求更高 的场合实现大面积堆焊的自动堆焊用柔性粉末带。根据上述目的，本专利技术整体的技术方案的工作原理为 柔性粉末带由外层包裹材料和内部粉末块组成，宽度30 40mm，厚度 4 6mm。虽然粉块体为刚性不可变形材料，但由于每块长度只有15 20mm，在外层柔性材料的完全包裹中，柔性带整体在长度方向呈良好的柔性，能够 巻绕在轴盘中，并可以在堆焊操作过程中实现自动铺设。针对上述目的和工作原理，本专利技术采用了如下技术方案本专利技术所述的自动堆焊用柔性粉末带由金属粉末块和包装层组成。金属 粉块由金属粉与粘结剂混合经压制、烧结而成。包装层由三种材料构成第 一层为无纺布，第二层为编织线，第三层为热熔胶膜；无纺布直接包裹在粉 块上，编织线编织在无纺布外，热熔胶膜贴敷在编织线外，将编织线与无纺 布粘合。制造无纺布和线的原材料是天然纤维或玻璃纤维。所述柔性粉末带的尺寸为厚3 8mm，宽20 50mm。 所属的金属粉末为根据堆焊层需要所设计的过渡金属粉，如合金铸铁系、 镍铬合金系、镍基合金系以及金属陶瓷等。本专利技术柔性粉末带的制备方法是包装制造粉末带过程是连续进行的， 具体步骤如下首先无纺布长带在前行中铺设在包装机送料带中，经整理好 的粉块单层、整齐、无间隙地码放在无纺布的居中位置上，然后由翻边机构 将无纺布两条侧边先后翻到粉块上面，并重叠一定宽度，再由编织机牵引着 多根线在无纺布外编织线网，线网层将柔性带包紧，最后，由胶枪喷嘴将热 熔胶丝涂布在柔性带的两条上楞边上，压合成两条胶膜将无纺布与编织线网 粘合在一起。随着包装机的连续工作，可以生产出无限长度的柔性带。本专利技术柔性粉末带的使用方式是用于金属表面大面积堆焊。采用熔化极 气体保护焊(或非熔化极气体保护焊)实施大面积堆焊时，粉末带自动铺设 在钢板表面，焊枪放置在粉末带上方，送出焊丝点燃电弧后，沿粉末带宽度 方向摆动，同时沿粉末带长度方向移动。这样，在电弧加热下，焊丝、合金 粉末钢板表面同时熔化形成熔池，冷却凝固后形成堆焊金属。使用范围包括熔化极气体保护堆焊、非熔化极气体保护堆焊、埋弧堆焊、耐磨层堆焊及耐 蚀层堆焊。本专利技术的与现有技术相比具有降低成本，不仅能在多种堆焊工矿条件下 实现堆焊效率高、粉带铺设重量均匀，堆焊层成分更加准确，且能在要求更 高的场合实现大面积堆焊的优点。具体优点如下本专利技术所述的柔性带中金属粉末状态由原来自由粉状改为经过压制、烧 结的粉块状，因而具有如下优点(1) 粉块没有流动性，因此不会产生粉带铺设重量不均匀问题，使堆焊成 分更加准确。(2) 粉块具有一定强度，能保证在铺设过程中自身不易破裂、散碎，即使 采用不完全密封的无纺布和线网作外包装材料，也不会漏粉。(3) 采用天然纤维无纺布和线网作外包装材料代替高分子超薄薄膜，减少 了氧、氮进入焊接熔池的来源，为该堆焊工艺应用在要求更高的场合(如耐 蚀堆焊)提供了条件。附图说明附图1为本专利技术柔性粉末带的结构示意图。图1中，1为柔性带中的粉块，2为天然纤维无纺布，3为天然纤维线网， 4为热熔胶膜。具体实施例方式根据本专利技术所述的技术方案，制备了 3批柔性粉末带。实施例柔性粉末带的外层包装材料无纺布、线网材料种类如表1所示。 实施例柔性粉末带的外形尺寸以及粉末袋中的金属粉末种类也列入表1中。 所采用粘结剂、热熔胶膜均为常规市售粘结剂、热熔胶。采用本专利技术实施例1柔性粉末带，在低碳钢金属表面上进行耐磨层堆焊。结果堆焊工艺过程稳定，堆焊后测量堆焊层硬度为HRC62 65，堆焊层表面成形良好。表1实施例柔性粉末带的外层包装材料的三层组成、金属粉末种类及外型尺寸批号123柔性粉末带外形 尺寸厚mm546宽mm353140外包装层材料无纺布棉纤维木浆木桨线网棉线石英玻璃纤 维线棉线热熔胶涂敷有有有粉末带内金属粉末种类合金铸铁系镍铬合金系金属陶瓷权利要求1、一种自动堆焊用柔性粉末带，其特征在于(1)该自动堆焊用柔性粉末带由金属粉末块和包装层组成；(2)金属粉块由金属粉与粘结剂混合经压制、烧结而成；(3)包装层由三种材料构成第一层为无纺布，第二层为编织线，第三层为热熔胶膜；(4)无纺布直接包裹在粉块上，编织线编织在无纺布外，热熔胶膜贴敷在编织线外，将编织线与无纺布粘合。2、根据权利要求l所述的自动堆焊用柔性粉末带，其特征在于制造无纺布和编织线的原材料是天然纤维或玻璃纤维。全文摘要本专利技术属于用于非接合目的的电弧焊接方法领域。主要适用于金属表面大面积堆焊。本专利技术所述的自动堆焊用柔性粉末带由金属粉末块和包装层组成。金属粉块由金属粉与粘结剂混合经压制、烧结而成。包装层由三本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动堆焊用柔性粉末带，其特征在于：　（１）该自动堆焊用柔性粉末带由金属粉末块和包装层组成；　（２）金属粉块由金属粉与粘结剂混合经压制、烧结而成；　（３）包装层由三种材料构成：第一层为无纺布，第二层为编织线，第三层为热熔 胶膜；　（４）无纺布直接包裹在粉块上，编织线编织在无纺布外，热熔胶膜贴敷在编织线外，将编织线与无纺布粘合。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓牧，肖红军，马成勇，杨柏，
申请(专利权)人：钢铁研究总院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]