哈尔滨焊接研究所近几年开发研制的焊接及切割工艺装备(二)

7.碳极空气等离子弧堆焊机该机采用碳棒作电极,压缩空气为等离子弧工作气体,使用特殊的等离子弧焊枪,堆焊自熔性耐磨合金。合金过渡系数不低于氩气等离子弧堆焊;气体和电极消耗比氩气等离子弧堆焊的成本降低90％。这种方法主要用于金属表面耐磨强化。堆焊机由一台堆焊机床、1～2把等离子弧焊枪,1～2台硅整流弧焊机、一个控制箱组成。其主要技术参数为:堆焊电流100～400A,堆焊宽度60mm,生产率0.025m~2/h,可堆焊面积1×2m~2。     

优质高耐磨性堆焊技术：———复合材料等离子弧堆焊及其现状

介绍了复合材料等离子弧堆焊的原理和特点，国内外复合材料等离子弧堆焊技术研究状况及聚得的进展，认为应进一步发展和完善我国复合材料等离子弧堆焊技术。     

等离子弧焊机的分类及用途

等离子弧焊机分为：1）焊接设备：微束等离子弧焊机（含直流、脉冲、交流）：大电流等离子弧焊机（含直流、脉冲、交流）。2）堆焊设备：粉末等离子弧堆焊机：填丝等离子弧堆焊机（含冷丝、热丝、单丝、双丝）。     

耐磨损耐腐蚀粉末等离子弧堆焊技术的研究进展

粉末等离子弧堆焊技术作为表面强化技术手段之一,可显提高零部件表面耐磨损耐腐蚀性能。在介绍等离子弧粉末堆焊技术的原理及特点基础上,从等离子弧堆焊设备、堆焊用粉末及工艺三个方面阐述了国内外该技术的研究现状,并分析了该技术未来的发展趋势。     

等离子弧粉末堆焊条件下粉末颗粒的热行为（Ⅰ）粉末颗粒与等离子弧之间的传热过程研究

运用传热学理论对等离子弧粉末堆焊过程中粉末颗粒与转移型等离子弧之间的传热过程进行了分析计算 ,发现等离子弧粉末堆焊时 ,当堆焊粉末颗粒被送入等离子弧后粉末颗粒受等离子弧加热的速度主要取决于等离子弧的温度、热传导势及粉末颗粒的密度、尺寸和热物理性能等。对于 10 0～ 2 0 0A的氩等离子弧 ,无论是熔点较低的铁基粉末颗粒还是熔点较高的碳化硼颗粒 ,被加热到熔化温度所需要的时间都在毫秒级水平 (几毫秒至几十毫秒 )。只是铁基粉末颗粒在等离子弧中的升温速度要比碳化硼颗粒快约 1倍以上     

等离子弧粉末堆焊条件下粉末颗粒的热行为——I粉末颗粒与等离子弧之间的传热过程研究

运用传热学理论对等离子弧粉末堆焊过程中粉末颗粒与转移型等离子弧之间的传热过程进行了分析计算，发现等离子弧粉末堆焊时，当堆焊粉末颗粒被送入等离子弧后粉末颗粒受等离子弧加热的速度主要取决于等离子弧的温度、热传导势及粉末颗粒的密度、尺寸和热物理性能等。对于100－200A的氩等离子弧，无论是熔点较低的铁基粉末颗粒还是熔点较高的碳化硼颗粒，被加热到熔化温度所需要的时间都在毫秒级水平（几毫秒至几十毫秒）。只是铁基粉末颗粒在等离子弧中的升温速度要比碳化硼颗粒快约1倍以上。     

粉末等离子弧堆焊在含钼不锈钢螺套与衬套上的应用

本文介绍了以等离子弧堆焊工艺进行螺套顶侧面螺旋的钴基合金堆焊及衬套内表面的镍基合金堆焊。文中先后通过试验室中的合金粉末成分和堆焊工艺选择以及堆焊生产中的具体工艺,较详尽地叙述了在此类产品上应用硬质合金粉末等离子弧堆焊的经验。     

阀门密封面的钴基合金粉末等离子弧焊工艺

介绍了阀门密封面常用材料堆焊钴基合金粉末的化学成分、牌号类别和熔敷金属层常有的缺陷。通过理论分析、工艺参数制订和试验数据分析对等离子弧堆焊(PTA)工艺进行了研究,总结了三偏心蝶阀密封面堆焊钴基合金粉末等离子弧堆焊的质量控制措施。     

直流横向磁场作用下钴基合金的组织及性能

为了提高堆焊层的性能,研究直流横向磁场对等离子弧堆焊层的组织和性能的影响.在低碳钢表面进行钴基合金粉末等离子弧堆焊时施加直流横向磁场,焊后对堆焊层进行硬度、磨损、显微组织以及X射线衍射分析,并系统地分析直流横向磁场对等离子堆焊层硬度和耐磨性的影响规律.结果表明,施加磁场时堆焊层性能比无磁场时堆焊层性能好.当堆焊电流为1...     

反极性弱等离子弧基本特性及其粉末堆焊的研究

本文研究了反极性弱等离子弧的四个基本特性:阴极雾化特性;电弧能量密度的可控性;电弧压力的径向分布特性及电弧的热特性。此外,还对等离子弧燃烧的稳定性、电弧的静特性以及粉末堆焊枪体、堆焊质量和焊道形成机理进行了研究。认为,反极性弱等离子弧是一种理想的堆焊热源。     

粉末等离子堆焊

随着等离子体这个新热源在科学领域中的广泛应用,各种等离子弧焊接新工艺在我国不断出现。粉末等离子堆焊就是其中的一项。它可应用于电站锅炉、化工、石油机械与许多耐磨损和耐腐蚀零件的堆焊。与堆焊这些零件所采用的手工堆焊、氩弧堆焊、手工送丝等离子堆焊相比,大大提高了产品质量及生产率,减轻了工人的劳动强度,节约了贵重金属,是目前较先进的一项工艺方法。     

球铁、钢体阀门铁基粉末等离子弧堆焊试验初步成功

我厂与哈尔滨焊接研究所合作,成立了铁基合金粉末等离子弧堆焊三结合攻关小组,对球墨铸铁、25~#钢体阀门密封面进行了堆焊试验。堆焊材料为铁基合金粉末,设备是哈尔滨焊接研究所研制的LU—500—1型等离子堆焊机。经过多次反复试验研究,终于成功地将铁基粉末堆焊在钢阀和球铁阀上,并投入了生产。质量分析证明,堆焊层硬度均匀,熔深浅,无气孔,无裂纹,完全符合质量要求,并适合于各种直径的高中压阀门密封面的堆焊,为我国钢体、球铁阀门等离子弧堆焊填     

钨棒的氩弧钎接

随着TIG焊、等离子弧堆焊、等离子弧切割应用范围的逐渐扩大,作为电极使用的钨棒消耗量也逐渐增加.每支铈钨(WCe20)电极长150mm,使用到60mm,焊枪已无法夹持.若用自制焊枪或采取将喷嘴磨短的办法,也只能将其使用到54mm.钨及其合金是贵重金属材料,弃之可惜.为此,介绍一种简便的钎接方法.     

轧辊等离子弧粉末堆焊设备研究

轧辊的等离子弧粉末堆焊修复方式具有质量高、修复周期短等优点,应实际生产的需求,研制了一台等离子弧粉末堆焊设备.详细阐述了该设备的控制过程和原理、硬件组成及其控制程序流程设计.该设备以PLC为控制核心,辅以触摸屏进行堆焊参数的设置和修改,并实时显示堆焊过程中的参数状态;为了让焊炬具有快速摆动和精确定位的功能,以保证堆焊质...     

Ti(C,N)增强镍基粉末涂层等离子弧堆焊的研究

掘进机截齿堆焊修复要求熔深浅、稀释率小,等离子弧堆焊就具备这一特性。本试验通过对Q235钢板进行Ti(C,N)增强镍基粉末涂层等离子弧堆焊耐磨强化处理,分析堆焊层的金相组织、显微硬度,并对堆焊层和基体材料进行摩擦磨损试验,对比分析经等离子弧堆焊处理后材料的耐磨性,并观察表面形貌,分析磨损机理。以此应用到掘进机截齿的堆焊和修复上,从而防止齿尖过早磨钝和硬质合金头脱落,提高截齿的使用寿命。     

等离子弧粉末推焊过程中粉末颗粒的输运行为

利用电弧物理和流体力学理论分析了等离子弧粉末堆焊过程中粉末材料在转移型等离子弧中的输运行及其主要影响因素,并以铁基合金粉末和碳化棚粉末为例,具体计算了不同特征的粉末在不同堆焊参数下的弧柱中的输运速度分布及沿弧柱横截面上的粉通量分布。计算结果表明,堆焊粉末颗粒在等离子弧空间的流动速度要比等离子流速低得多;对于同一种粉末材料来说,粒径越小,其在等离子弧柱中越容易被加速,在弧柱中的平均流速也越大;粉末的质量密度对其流速的影响与粒径颇为相似,密度越小,粉末在弧柱中的加速度和平均速度就越大。理论计算结果还表明,在电流大于１５０Ａ的转移型等离子弧柱中,粉末颗粒的轴向输运速度在弧横截面上呈“山峦形分布”,电流越大,中心山谷就越深越大。     

电流对等离子堆焊WC_p/Ni60复合层组织与性能的影响

分析不同转移弧电流下等离子堆焊制备的WC_p/Ni60复合层的组织与硬度,研究转移弧电流对WC_p/Ni60复合层的影响。通过控制转移弧电流,在Q235碳钢板上等离子堆焊Ni60+25%WC(铸造)粉末,在合理的工艺条件下获得了成形良好、无裂纹的等离子熔覆层;熔覆层硬度与等离子堆焊的转移弧电流的大小成正相关,当转移弧电流控制在135 A时,硬度达到590 HV5以上。不同转移弧电流下等离子堆焊WC_p/Ni60复合熔覆层均出现了明显的分层现象,上层镍基固溶体与镍基共晶组织分布着粗大星状和针状Cr_(23)C_6,下层中WC颗粒在截面面积比例由165 A下的约15%增加到135 A电流下的约40%。     

空心钨极正极性等离子弧基本特性及其堆焊研究

本文介绍了空心钨极正极性等离子弧的基本特性及其堆焊,试验表明,该弧是一种较理想的堆焊热源。     

等离子弧粉末堆焊过程中粉末颗粒的输运行为

利用电弧物理和流体力学理论分析了等离子弧粉末堆焊过程中粉末材料在转移型等离子弧中的输运行为及其主要影响因素,并以铁基合金粉末和碳化硼粉末为例,具体计算了不同特征的粉末在不同堆焊参数下的弧柱中的输运速度分布及沿弧柱横截面上的粉通量分布.计算结果表明,堆焊粉末颗粒在等离子弧空间的流动速度要比等离子流速低得多;对于同一种粉末材料来说,粒径越小,其在等离子弧柱中越容易被加速,在弧柱中的平均流速也越大;粉末的质量密度对其流速的影响与粒径颇为相似,密度越小,粉末在弧柱中的加速度和平均速度就越大.理论计算结果还表明,在电流大于150A的转移型等离子弧柱中,粉末颗粒的轴向输运速度在弧横截面上呈"山峦形分布",电流越大,中心山谷就越深越大.     

谈谈等离子弧电极

等离子弧发生器是等离子弧焊接和切割的主要部件。其中关键的零件是喷嘴和电极,它直接关系到等离子弧的产生、稳定、压缩、刚度、电流密度等工艺性能。可以说,喷嘴和电极是电能转换为热能的“关口”。本文着重谈谈“电极”的材料、性能和发展状况。等离子弧发生器的电极担负着热电子的发射任务,要求电极材料熔点高,电子