本發(fā)明專利技術涉及一種由氬氣、氦氣和氧氣形成的三元混合氣體，其特征在于，所述三元混合氣體由19.5%至20.5%之間的氦氣、2.7%至3.3%之間氧氣以及剩余體積的氬氣(按體積百分含量計)形成，并且本發(fā)明專利技術還涉及所述三元混合氣體在使用可消耗填充焊絲對至少一個碳鋼部件進行電弧焊的方法中作為保護氣體的用途，優(yōu)選地，被焊接的部件彼此搭接或覆蓋，所述旋轉電弧焊接發(fā)生在所述部件搭接或覆蓋的地方。
【技術實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術】使用旋轉電弧和Ar/He/O2氣體混合物對碳鋼的MIG/MAG焊接
本專利技術涉及三元混合氣體作為保護氣體在具有旋轉電弧的電弧焊接工藝特別是熔化極惰性氣體保護焊/熔化極活性氣體保護焊工藝（MIG/MAG焊接工藝）中的應用，其中三元混合氣體由氬氣、氦氣和氧氣組成，使用可消耗焊絲焊接碳鋼部件特別是處于搭接類型構型的碳鋼部件，尤其是嚙合搭接接頭。
技術介紹
尤其是在如下類型的壓力容器的組成構件中可以看見處于搭接類型構型的金屬部件接頭（由術語“搭接接頭”表示）：熱水箱、滅火器、壓縮機、制冷設備、LPG氣瓶等。特別是，最廣泛使用的接頭是被認為具有嚙合邊緣的接頭，通常稱為嚙合搭接接頭。如圖3所示，此種接頭通常包括帶有中空柱形端部的兩個部件，兩個部件的其中之一套在另一個上，使得在兩個部件的圓形端部處兩個部件其中之一的內表面與另一部件的外表面在若干毫米的范圍上搭接。EN13445-4:2002標準精確限定了與這種搭接接頭（特別是嚙合搭接接頭）的中性纖維對齊、表面對齊、圓形偏差、直度偏差、輪廓不規(guī)則以及局部變薄相關的制造公差。示意性地，如特別是在圖3中示出的，此類接頭（也就是說邊緣彼此局部地搭接或覆蓋的接頭）上得到的焊縫必須具有較寬的輪廓以全部覆蓋接頭的外側，并且具有足夠的熔深以熔化上邊緣的下肩部。此外，根據(jù)所使用的焊接工藝，在每個焊道之后，必須清除在先前焊道期間形成的焊渣，清潔表面并且去除表面缺陷以獲得期望的焊接質量。文件EP-A-2078580提出了一種通過帶有旋轉電弧的MIG/MAG焊接工藝對嚙合搭接接頭的焊接，該焊接使用由如下的氣體組成的混合氣體：8%至12%的氦氣，2.5%至3.5%的氧氣，以及剩余體積的氬氣（按體積百分含量計算）。然而，這種工藝具有導致不充分的電弧收縮的缺陷——這將導致焊縫的熔深輪廓并不總是所期望的輪廓。在目標應用中，使用者將會尋求一種其中火花飛濺最少的（熔滴）過渡。然而，在文件EP-A-2078580中提出的混合氣體使得有必要使用較高的電壓，以100%地避免產生極短時間但強烈的短路現(xiàn)象。此外，文件EP-A-857534教導使用如下的用于焊接鐵磁性鋼材的混合氣體：10%至40%的氦氣、1%至8%的氧氣、以及剩余體積的氬氣。有利地，在旋轉電弧焊接的情況下，所推薦的氧氣含量應該至少是5%，以獲得有效的焊接。但是，在此情況下，接頭都處于傳統(tǒng)的構型，也就是說是直邊對接接頭/平頭對接接頭。該文件沒有教導任何關于搭接接頭的知識，也沒有教導關于由此種接頭獲得的焊縫質量的知識。不過，搭接接頭是很難焊接的，并且存在有特定的問題——因為如果焊接能量很高的話，會發(fā)生嚴重的熔融金屬飛濺，這將損害生產質量，或者如果焊接部件的厚度小（即大概小于1mm），甚至可能熔穿焊接部件。此外，基于此類型接頭生產的焊接點或焊縫必須不僅在熔深方面是高質量的以確保搭接部件的牢固附接，而且在焊道形態(tài)方面，特別是在焊料潤濕性方面，是高質量的，以使得獲得的焊道不太圓整或者相反地具有咬邊。然而，從工業(yè)角度來看，獲得好的焊道外觀并不容易。
技術實現(xiàn)思路
由此，所面對的一個問題是提出一種改進的旋轉電弧焊接方法，該旋轉電弧焊接方法使得可以有效地焊接鋼制的搭接接頭以便獲得如下的效果：好的熔深；好的焊接質量，特別是優(yōu)良的焊道形態(tài)，尤其是在潤濕性方面；在焊接期間不產生飛濺或者飛濺盡可能地少；使用低的焊接能量，一般地焊接電壓小于35V并且焊接電流小于300A。另一個相關的問題是此外提出一種特定的混合氣體，該混合氣體特別適合于這種焊接鋼制的搭接接頭（特別是嚙合搭接接頭）的工藝，這些接頭適于以低能量水平焊接，也就是說焊接電壓小于35V并且焊接電流小于300A。本專利技術的技術方案涉及由氬氣、氦氣和氧氣形成的三元混合氣體，其特征在于，所述三元混合氣體包括19.5%至20.5%的氦氣、2.7%至3.3%氧氣以及剩余體積的氬氣(按體積百分含量計)。根據(jù)情況，本專利技術的混合氣體可包括一個或多個下列特征（按體積百分含量計）：-所述混合氣體包含19.8%至20.2%的氦氣。-所述混合氣體包含2.8%至3.2%的氧氣。-所述混合氣體包含2.9%至3.1%的氧氣。-所述混合氣體包含20%的氦氣，3%的氧氣以及剩余體積的氬氣。-該混合氣體預先分裝在氣體存儲器中，特別是預先分裝在氣瓶中。-借助于用于以期望的體積比例混合氬氣、氦氣和氧氣的氣體混合器，就地生產該混合氣體。此外，本專利技術還涉及一種用于對至少一個碳鋼部件進行電弧焊的工藝，所述工藝使用可消耗填充焊絲和保護氣體，其特征在于，所述保護氣體由根據(jù)本專利技術的三元混合氣體形成。根據(jù)情況，本專利技術的焊接工藝可包括一個或多個下列特征：-所述焊接工藝是熔化極惰性氣體保護焊/熔化極活性氣體保護焊類型（MIG/MAG類型）。-所述可消耗填充焊絲被所述電弧熔化，以通過旋轉液體脈路（veineliquidtournante）來獲得金屬熔滴過渡。-被焊接的一個或多個部件彼此搭接或覆蓋，所述旋轉電弧焊接發(fā)生在搭接處或覆蓋處。-被焊接的部件處于嚙合類的構型，優(yōu)選地，所述被焊接的部件是熱水箱、滅火器、壓縮機、制冷設備或者氣瓶類型的壓力容器的組成構件。-被焊接的部件包含彼此搭接的柱形端部。-使用29.5V和35V之間的優(yōu)選地小于34V的電弧電壓。-焊接具有小于或等于3mm的優(yōu)選地小于或等于2mm的厚度的一個或多個部件。-所述焊絲具有0.8mm至1mm的直徑。-電弧是旋轉電弧或者液態(tài)金屬的脈路是旋轉的，也就是說由轉動運動（轉動機構）驅動。-由液態(tài)金屬（即熔融金屬）的脈路來進行金屬熔滴過渡。該液態(tài)金屬的脈路通過在電弧中熔化可消耗填充焊絲來形成。-被焊接的部件由碳鋼制成。術語“碳鋼”是指鐵碳合金，其中按重量計算碳含量小于2%。這種合金可包括Mn、Cr、Si、Mo、Ti、Ni和Nb類型的其他元素。在金屬的化學分析中可出現(xiàn)雜質諸如S、P、O、N、H。-焊接電壓小于36V，典型地，大致處于29.5V和35V之間。-焊接強度處于245A和300A之間。-焊絲是NERTALIC70S型號。-送絲速率（V焊絲）是至多30m/min，典型地位于16m/min和20m/min之間。-焊接速度是至多5m/min，典型地位于0.8m/min和2m/min之間。附圖說明在參考附圖給出的描述中對本專利技術進行更詳細地說明，在附圖中：-圖1示意性地示出過渡類型對焊道形態(tài)的影響；-圖2示意性地示出旋轉的液體脈路；以及-圖3示意性地示出嚙合搭接接頭。具體實施方式一般地，在MIG-MAG電弧焊接中，存在三個主要的或傳統(tǒng)的熔滴過渡狀態(tài)，即：-短路過渡。針對低電弧能量（典型地，電流從50A至200A，電壓從15V至20V），獲得此種熔滴過渡狀態(tài)。在填充焊絲的端部形成熔融金屬滴，并且該熔融金屬滴漸漸地變大直到與熔融金屬池接觸——該接觸導致短路。電流然后快速增加，使得熔滴出現(xiàn)縮頸現(xiàn)象——這將促使熔滴脫離，然后再次點燃電弧。這種現(xiàn)象以大約50Hz至200Hz的頻率重復。這種狀態(tài)被認為是“冷的”并且具有短的電弧。這種熔滴過渡狀態(tài)適用于小厚度（也就是小于3mm的厚度）的焊接，并且使得能夠在定位焊接期間控制熔池。-軸向噴射。對于高焊接能量（也就是說，針對280A電流至少為28V的電壓和高于特定的電流密度（根據(jù)焊絲和保護氣本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.07.07 FR 10554931.一種用于對至少一個碳鋼部件進行電弧MIG/MAG焊接的方法，所述方法使用可消耗填充焊絲、旋轉電弧和由三元混合氣體形成的保護氣體，按體積百分含量計算，所述三元混合氣體由19.5％至20.5％的氦氣、2.7％至3.3％的氧氣以及剩余體積的氬氣組成，其特征在于，所述可消耗填充焊絲被所述旋轉電弧熔化，以通過旋轉液體脈路獲得金屬熔滴過渡，被焊接的部件彼此搭接或覆蓋，所述旋轉電弧焊接發(fā)生在搭接處或覆蓋處，所述電弧電壓在29.5V和35V之間，電弧強度在245A和300A之間。2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述保護氣體由三元混合氣體形成，所述三元混合氣體包括19.8％至20.2％的氦氣。3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述保護氣體由三元混合氣體形成，所述三元混合氣體包括2.8％至3.2％的氧氣。4.如權利要求1所述的方...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：L·比斯庫普，G·布戴，JP·普朗卡爾特，M·塞茲，
申請(專利權)人：喬治洛德方法研究和開發(fā)液化空氣有限公司，
類型：
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。