【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于氩弧焊焊接生产，具体涉及一种氩弧焊无氦焊接方法，以及其所用的焊枪电极。
技术介绍
1、在高压电缆生产线中，氩弧焊焊接生产是高压电缆生产工序中较为关键的一道工序，该道工序直接关系到电缆产品质量优劣。此工序的主要任务是利用氩弧焊机把环形铝带进行纵向焊接，形成密闭铝圆筒，避免绝缘线芯受外来物体破坏和信号干扰。氩弧焊(又称氩气体保护焊)技术是基于普通电弧焊的原理，利用氩气对金属焊材的保护，在电弧焊的周围通上氩气保护气体，通过高电流使焊材在被焊基材上融化成液态形成熔池，使被焊金属和焊材达到冶金结合的一种焊接技术。由于在高温熔融焊接中不断送上氩气，使焊材不能和空气中的氧气接触，从而防止了焊材(不锈钢、铁类五金金属等)的氧化。
2、焊接类型有熔化极氩弧焊和非熔化极氩弧焊(又称钨极氩弧焊)两种，非熔化极氩弧焊是电弧在非熔化极(通常是钨极)和工件之间燃烧，在焊接电弧周围通过一种不和金属起化学反应的惰性气体(通常是氩气)，形成一个保护气罩，使钨极端头，电弧、熔池、已处于高温的金属不与空气接触，能防止氧化和吸收有害气体，从而形成致密的焊接接头，所得焊接接头的力学性能非常好。
3、但是，钨极氩弧焊所使用的焊接电流受钨极载流能力的限制，电弧功率较小，电弧穿透力小，熔深浅，焊接速度低。钨极氩弧焊长时间工作后容易变形，大长度的焊接效果差，在焊接过程中需经常更换钨极。而且，直流焊铝难以实现，相较于相同电流的交流焊，焊接速度较慢。另外，当前焊接工艺常用氩、氦混合气体作为保护气体。氦气在空气中的含量很少，按体积计算只占0.00
4、因此，针对现有的氩弧焊体系以及其所用的非熔化极钨极进行改进是实现技术优化以及降低能源和物料损耗的重要方向。
技术实现思路
1、基于上述内容，为解决氩弧焊的气体成本高昂、焊缝焊接质量差、钨极寿命短、生产成本高等一系列问题，本专利技术提出了一种氩弧焊无氦焊接方法，以及该新方法中所需要使用的新型焊枪电极。
2、本专利技术的目的在于：
3、一、降低氩弧焊的焊接成本，提高皱纹护套焊缝的焊接质量；
4、二、延长焊枪电极的使用寿命和使用效果，并使其能够适用于无氦体系焊接。
5、为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案。
6、一种氩弧焊无氦焊接方法，
7、所述方法包括：
8、1)搭建非熔化极金属氩弧焊体系，以氩气作为保护气体，并以铈钨极作为焊枪电极；
9、2)基于步骤1)所搭建的氩弧焊体系，设定焊接参数；
10、3)清洁金属焊材焊口，通入保护气体以氩弧焊体系对焊材进行焊接。
11、作为优选，
12、步骤2)所述焊接参数包括：
13、控制氩气流量为12～24l/km金属焊材，引弧电流为50～80a，基值电流为45～69.3a，焊接电流为45～73a/m金属焊材，焊接速率为3.5～6.0m/min。
14、作为优选，
15、步骤1)和步骤3)所述保护气体中，氦气浓度≤0.01％vol，氧气浓度≤0.0015％vol，氢气浓度≤0.0005％vol，碳含量≤0.001wt％，含水量≤30mg/m2，余量为氩气。
16、一种焊枪电极，
17、所述焊枪电极为铈钨极。
18、作为优选，
19、所述铈钨极的制备方法为：
20、以钨粉作为原料，向原料中加入稀土氧化物，依次经过压制和烧结后得到铈钨极。
21、作为优选，
22、所述稀土氧化物为氧化铈，其用量为0.01～0.03g/g原料。
23、作为优选，
24、所述压制是采用200～250mpa冷等静压。
25、作为优选，
26、所述烧结是于还原性气氛中，进行2200～2300℃恒温烧结2～3h。
27、为提高焊缝金属纯度、减少焊接缺陷、降低生产成本，基于氩弧焊焊接技术，本专利技术提供了一种无氦气焊接技术，采用铈钨极非熔化焊枪电极、高纯氩气进行氩弧焊接，相较于传统的氩氦混合气作为保护气体，采用高纯氩气具有低成本的特点，但如前述的，纯氩气对于钨极具有一定的不利影响。因为氩气的导热性相较于氦气较差，也相较于氩氦混合气较差，导致钨极受热不均，容易导致局部过热产生熔融损耗等，甚至于容易导致焊缝夹钨，导致焊接质量下降等问题发生。而传统的钨极始终无法克服该问题，即便调整了氩气流量、温度和焊接电流等，均无法完全避免，因而，最为有效的方式是对钨极进行改进，如常见的钍钨极等，但本专利技术所提供的铈钨极作为焊枪电极是完全不同的。
28、本专利技术铈钨极非熔化电极具有以下几点优势：相较于钍钨电极，铈钨极不含有放射性元素，更加安全环保；铈钨极在低电流条件下具有优异的起弧性能，适用于精细焊接；铈钨极的熔化率低，使用寿命较长，有利于保持端头形状，从而降低成本、提高生产效率；相较于钍钨电极，铈钨极的化学稳定性更高，阴极斑点小、压降低、烧损少，热电子发射能力强，使得电弧稳定、热量集中，有利于提高焊接过程的稳定性，从而提高焊缝质量。
29、氧化铈的用量会对铈钨极低性能产生较大的影响，而由于本专利技术焊接体系的相对特殊性，铈钨极低性能表现受到焊接材料、环境等因素的影响也较大，而本专利技术主要是针对高压电缆(如110kv高压电缆和220kv高压电缆等)等铝护套焊接进行的焊接技术优化，因而主要是针对铝进行的研究。基于铝带的成分、熔点、蒸气压等特性，本专利技术添加氧化铈。经过一系列实验和表征，发现少量的氧化铈会造成铈钨电极的引弧性和稳定性不足，造成电极过早烧损或低的焊接性能。随着氧化铈用量的增加，铈钨电极的逸出功降低，引弧性和稳定性得到显著提升，延长了电极的使用寿命，而且使得铈钨极的烧损率显著降低。然而，由于氧化铈的热膨胀系数与钨不同，所以在高温操作下，大量的氧化铈会导致铈钨极的晶粒尺寸、结构发生变化，增加电极内部的应力，降低其机械强度，从而导致电极过早退化，并且，由于本专利技术体系改变了气氛环境，而纯氩气气氛环境还增大了温度的不均匀性，导致容易产生局部过热等情况，因而铈的用量也需要相对严格控制。此外在某些酸性或碱性环境中，添加了大量氧化铈的铈钨极更容易受到腐蚀。此外，大量的氧化铈进入焊接区域，不仅影响了焊缝的纯度和焊接性能，还会引起焊接过程中的污染问题。因此，为了保证铈钨极在焊接过程中的优异性能，本专利技术控制氧化铈的相对添加量。
30、经过冷等静压压制，粉末被均匀压实，有利于提高铈钨极的致密度和均匀性。冷等静压是等向压力，材料能够在不受外力作用的情况下被压实，减少了铈钨极内部的应力集中，有利于本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种氩弧焊无氦焊接方法，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的一种氩弧焊无氦焊接方法，其特征在于，
3.根据权利要求1或2所述的一种氩弧焊无氦焊接方法，其特征在于，
4.一种焊枪电极，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的一种焊枪电极，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的一种焊枪电极，其特征在于，
7.根据权利要求5所述的一种焊枪电极，其特征在于，
8.根据权利要求5或6的一种焊枪电极，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种氩弧焊无氦焊接方法，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的一种氩弧焊无氦焊接方法，其特征在于，
3.根据权利要求1或2所述的一种氩弧焊无氦焊接方法，其特征在于，
4.一种焊枪电极，其特征在于，
<...【专利技术属性】
技术研发人员：魏学志，房永城，孙永哲，王昌英，
申请(专利权)人：杭州电缆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。