本發明屬于焊接工藝中特種工藝技術領域，具體涉及一種h13鋼模具氬弧焊接方法。

　　背景技術：

　　目前國際與國內壓鑄模焊接工藝常規工藝是采用手工氬弧焊但是焊接工藝復雜，主要焊接技術必須要依托熱處理工藝。否則無法達到焊接目的，所以周期長成本高。

　　國際上通用的模具焊接技術如下：

　　(1)首先要將模具運送到熱處理廠，送入加熱爐內加熱到550℃左右后再焊接，如果是多層焊須多次回爐以確保焊縫的整體層間溫度。需要大量的時間和能源。

　　(2)焊接結束后需要將模具在投入到加熱爐內，重新加熱到550℃退火保溫，保溫時間要根據焊接面積來計算，一般每平方英寸保溫一小時，模具隨爐子冷卻。

　　(3)完成一個模具的焊接周期一般需要2-3天。

　　(4)模具焊接需要將模具轉運到熱處理廠加熱后方可焊接作業，這樣的常規焊接技術時間長、成本高不方便。

　　技術實現要素：

　　本發明的目的是提供一種h13鋼模具氬弧焊接方法，適合任何h13鋼種類的模具工裝及夾具的焊接技術，如壓鑄模具、有色低壓鑄造、及熱鍛模具行業的全新模具修復技術，可解決模具表面的堆焊，結構焊接及模具水路工藝孔封堵，主要解決壓鑄模的表面裂紋和模具使用壽命短等諸多難題。

　　本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

　　一種h13鋼模具氬弧焊接方法，包括以下步驟：

　　步驟一、焊前準備：完全清除焊接部位模具表面裂紋，并選擇u型焊接坡口，焊絲與模具材料一致；

　　步驟二、焊機技術參數選擇：根據焊機噴嘴直徑選擇焊接氬氣流量，電極采用直流正接，并根據焊接工件大小選擇焊接電流；其中，小型焊接工件指面積200x200mm以下的焊接工件，中型焊接工件指面積200x200mm至300x300mm范圍內的焊接工件，大件焊接工件指面積超過300x300mm的焊接工件；

　　步驟三、焊接：根據焊接工件大小，采用不同的焊接工藝進行手工氬弧焊，焊接后進行冷卻。

　　優選的，步驟二中，焊接氬氣的流量選擇按以下公式計算：

　　焊接氬氣流量q＝(0.8～1.2)d，

　　q為焊接氬氣流量，d為焊機噴嘴直徑。

　　優選的，所述步驟二中焊接電流選擇：焊接小型焊接工件選用50a-90a電流，焊接中型焊接工件和大型焊接工件時選120a-140a電流。

　　優選的，所述步驟三具體包括：

　　1)小型焊接工件焊接：打底焊不用預熱，直接添加焊絲焊接；如果是多層焊接，采用連續焊接；焊接后空冷；

　　2)中型焊接工件焊接工藝：焊接前用氣焊加熱中型焊接工件焊縫四周，待中型焊接工件整體溫度達到250℃時即可焊接；多層焊接時確保層間溫度不低于200℃；從第二層焊接后，需擊打焊縫進行應力釋放，每層焊縫的余高值為1mm-2mm；焊接完成后再用氣焊加熱焊接工件至280℃，覆蓋上石棉被保溫緩冷；

　　(3)大型焊接工件焊接工藝：焊前采用氣焊低溫預熱并對焊縫進行消氫處理，預熱溫度250℃，焊接電流100a-130a；多層焊接時層間溫度不低于200℃且每層焊接后需擊打焊縫進行應力釋放，每層焊縫的余高值為1mm-2mm；焊接完成后用氣焊加熱焊接工件至300℃，覆蓋上石棉被保溫緩冷。

　　進一步地，所述中型焊接工件焊接工藝中，多層焊接，融焊一層無需添加焊絲，用電弧融焊焊縫底部，焊接電流110℃；第二層焊接時選用erni-1純鎳焊絲；后面采用堆焊直到焊接完成。

　　本發明的有益效果為：

　　本發明無需熱處理，有著操作方便成本低的優點。適配任何材料的壓鑄模具及熱鍛模具的焊接，屬于冷焊和半預熱焊，可提高模具上線開動率，同時可有效的降低企業的模具采購成本。是延長模具使用壽命的有效手段。

　　本發明操作方便，成本低，工藝成熟，易掌握易推廣的得天獨厚的優勢，可焊接國際上通用的所有熱作模具鋼種。

　　具體實施方式

　　以下結合實施例進一步描述本發明的技術方案：

　　一種h13鋼模具氬弧焊接方法，包括以下步驟：

　　步驟一、焊前準備：完全清除焊接部位模具表面裂紋，并選擇u型焊接坡口，焊絲與模具材料一致；

　　步驟二、焊機技術參數選擇：根據焊機噴嘴直徑選擇焊接氬氣流量，電極采用直流正接，并根據焊接工件大小選擇焊接電流；

　　步驟三、焊接：根據焊接工件大小，采用不同的焊接工藝進行手工氬弧焊，焊接后進行冷卻。其中，小型焊接工件指面積200x200mm以下的焊接工件，中型焊接工件指面積200x200mm至300x300mm范圍內的焊接工件，大件焊接工件指面積超過300x300mm的焊接工件。

　　優選的，步驟二中，焊接氬氣的流量選擇按以下公式計算：

　　焊接氬氣流量q＝(0.8～1.2)d，

　　q為焊接氬氣流量，d為焊機噴嘴直徑。

　　優選的，所述步驟二中焊接電流選擇：焊接小型焊接工件選用50a-90a電流，焊接中型焊接工件和大型焊接工件時選120a-140a電流。

　　優選的，所述步驟三具體包括：

　　1)小型焊接工件焊接：打底焊不用預熱，直接添加焊絲焊接；如果是多層焊接，采用連續焊接；焊接后空冷；

　　2)中型焊接工件焊接工藝：焊接前用氣焊加熱中型焊接工件焊縫四周，待中型焊接工件整體溫度達到250℃時即可焊接；多層焊接時確保層間溫度不低于200℃；從第二層焊接后，需擊打焊縫進行應力釋放，每層焊縫的余高值為1mm-2mm；焊接完成后再用氣焊加熱焊接工件至280℃，覆蓋上石棉被保溫緩冷；

　　(3)大型焊接工件焊接工藝：焊前采用氣焊低溫預熱并對焊縫進行消氫處理，預熱溫度250℃，焊接電流100a-130a；多層焊接時層間溫度不低于200℃且每層焊接后需擊打焊縫進行應力釋放，每層焊縫的余高值為1mm-2mm；焊接完成后用氣焊加熱焊接工件至300℃，覆蓋上石棉被保溫緩冷。

　　進一步地，所述中型焊接工件焊接工藝中，多層焊接，融焊一層無需添加焊絲，用電弧融焊焊縫底部，焊接電流110℃；第二層焊接時選用erni-1純鎳焊絲；后面采用堆焊直到焊接完成。

　　實施例

　　一種h13鋼模具氬弧焊接方法，包括以下步驟：

　　步驟一、焊前準備：完全清除焊接部位模具表面裂紋，并選擇u型焊接坡口，焊絲與模具材料一致。

　　(1)焊前將焊接部位清理干凈，必須完全清除模具表面裂紋。

　　(2)焊接坡口選擇：必須是u型，可降低裂紋風險，減小應力集中。

　　(3)焊絲選擇：與模具材料相一致，或選擇性能高于模具材料的焊絲。

　　h13鋼成分：4cr5mosiv1力學性能:退火硬度:245～205hb。

　　8407鋼成分：模具鋼碳(c)0.38,鉻(cr)5.3,錳(mn)0.4,鉬(mo)1.3,硅(si)1.0,釩(v)0.9。

　　1.2344鋼成分：c：0,37-0,43si：0,90-1,2mn：0,30-0,50cr：3,00-3,60mo：1,20-1,60v：0,90-1,10s：max.0,030p：max.0,030

　　skd61鋼成分：si:0.8～1.2mn:≤0.50cr:4.50～5.50mo:1.00～1.50v:0.8～1.2。erni-1純鎳焊絲建議第二層焊接時選用，上述焊絲須在第三遍以后使用，焊縫硬度一般在hrc40度左右，焊絲直徑選為宜。

　　步驟二、焊機技術參數選擇：根據焊機噴嘴直徑選擇焊接氬氣流量，電極采用直流正接，并根據焊接工件大小選擇焊接電流。

　　(1)焊接氬氣的流量選擇：氣體容流量一般在5～12l(升)/min(分鐘)。

　　公式計算：焊接氬氣流量q＝(0.8～1.2)d，d為焊機噴嘴直徑。噴嘴直徑d較小，q氣體流量取下限；噴嘴直徑d較大q氣體流量取上限。鎢極直徑選擇：d＝2d+4，d為鎢極直徑。噴嘴直徑d選定后，調節氬氣流量實現氣體保護效果一般采用的鎢極規格為2.0或者2.5/2.4mm，一般選擇鈰鎢極即可。

　　(2)電極接法選擇：dcen即直流正接。工件接焊機的輸出正極為正接法。逆變式脈沖氬弧焊機也一樣。如氬弧焊機極性接反，氬弧焊槍的鎢極會迅速燒損，電流越大燒損越快。

　　(3)焊接電流選擇：焊接小件選用電流50a-90a左右，焊接中件和大件時選120a-140a電流。當焊接電流超過140a時焊縫的收縮應力變大導致機械性能開始變壞，焊縫內應力隨電流的放大而放大，焊縫中會產生微觀應力裂紋，和焊縫內部的應力集中。使得模具上線后在冷熱應力交替的作用下裂紋會迅速長大，使模具焊接區產生斷裂而失效。

　　步驟三、焊接：根據焊接工件大小，采用不同的焊接工藝進行手工氬弧焊，焊接后進行冷卻。其中，小型焊接工件指面積200x200mm以下的焊接工件，中型焊接工件指面積200x200mm至300x300mm范圍內的焊接工件，大型焊接工件指面積超過300x300mm的焊接工件。

　　(1)小型焊接工件焊接工藝：面積200x200mm以下的小模具焊接時打底焊不用預熱可直接添加焊絲焊接即可，如果是多層焊接應采用連續焊接，一氣呵成確保焊接區溫度在240℃左右，小件焊完后空冷即可。

　　(2)中型焊接工件焊接工藝：面積200x200mm至300x300mm的中型模具焊接前一定要用氣焊手工加熱模具焊縫四周，不可直接加熱焊接區，待模具整體溫度達到250℃時即可焊接。融焊一層無需添加焊絲用電弧融焊焊縫底部即可，焊接電流在110℃左右，第二層焊接時建議選用erni-1純鎳焊絲提高抗裂性，后面的堆焊可添加其他牌號焊絲直到焊接完成即可。多層焊接時要確保層間溫度最低不低于200℃從第二層焊縫后每層焊縫需用扁鏟或錘子擊打焊縫起到應力釋放的效應。每層焊縫的余高值在1mm-2mm之間為宜，焊接完成后再用氣焊手工加熱模具280℃左右，覆蓋上石棉被保溫緩冷即可。

　　(3)大型焊接工件焊接工藝：面積超過300x300mm的大型模具焊前采用氣焊低溫預熱的方法除去焊縫表面氧化物和油漬、水分烘烤至不冒煙為宜也叫消氫處理。預熱溫度250℃左右時即可，一般焊接電流選擇100a-130a左右.多層焊接時要確保層間溫度最低不低于200℃以上并且每層焊接后需用扁鏟或錘子擊打焊縫進行應力釋放。每層焊縫的余高值在1mm-2mm之間為宜，焊接完成后再用氣焊將模具加熱至300℃左右，覆蓋上石棉被保溫緩冷即可。中型和大型模具焊件焊接工藝相差不多，大件的關鍵是控制好每一層的焊接溫度和層間錘擊力度要大于中件，手工預熱、層間加熱次數多、后熱時間要長于中型焊件。

　　ea211缸體壓鑄模具的實踐：

　　ea211缸體模具材料是1.2344模具鋼，當采用本發明后，效果極佳并可有效的解決模具本體的掉塊和龜裂問題，同時也可延長模具使用壽命并有效的提高模具上線開動率。

　　技術特征：

　　1.一種h13鋼模具氬弧焊接方法，其特征在于，包括以下步驟：

　　步驟一、焊前準備：完全清除焊接部位模具表面裂紋，并選擇u型焊接坡口，焊絲與模具材料一致；

　　步驟二、焊機技術參數選擇：根據焊機噴嘴直徑選擇焊接氬氣流量，電極采用直流正接，并根據焊接工件大小選擇焊接電流；小型焊接工件指面積200x200mm以下的焊接工件，中型焊接工件指面積200x200mm至300x300mm范圍內的焊接工件，大件焊接工件指面積超過300x300mm的焊接工件；

　　步驟三、焊接：根據焊接工件大小，采用不同的焊接工藝進行手工氬弧焊，焊接后進行冷卻。

　　2.如權利要求1所述的一種h13鋼模具氬弧焊接方法，其特征在于，所述步驟二中，焊接氬氣的流量選擇按以下公式計算：

　　焊接氬氣流量q＝(0.8～1.2)d，

　　q為焊接氬氣流量，d為焊機噴嘴直徑。

　　3.如權利要求1所述的一種h13鋼模具氬弧焊接方法，其特征在于，所述步驟二中焊接電流選擇：焊接小型焊接工件選用50a-90a電流，焊接中型焊接工件和大型焊接工件時選120a-140a電流。

　　4.如權利要求1所述的一種h13鋼模具氬弧焊接方法，其特征在于，所述步驟三具體包括：

　　1)小型焊接工件焊接：打底焊不用預熱，直接添加焊絲焊接；如果是多層焊接，采用連續焊接；焊接后空冷；

　　2)中型焊接工件焊接工藝：焊接前用氣焊加熱中型焊接工件焊縫四周，待中型焊接工件整體溫度達到250℃時即可焊接；多層焊接時確保層間溫度不低于200℃；從第二層焊接后，需擊打焊縫進行應力釋放，每層焊縫的余高值為1mm-2mm；焊接完成后再用氣焊加熱焊接工件至280℃，覆蓋上石棉被保溫緩冷；

　　(3)大型焊接工件焊接工藝：焊前采用氣焊低溫預熱并對焊縫進行消氫處理，預熱溫度250℃，焊接電流100a-130a；多層焊接時層間溫度不低于200℃且每層焊接后需擊打焊縫進行應力釋放，每層焊縫的余高值為1mm-2mm；焊接完成后用氣焊加熱焊接工件至300℃，覆蓋上石棉被保溫緩冷。

　　5.如權利要求4所述的一種h13鋼模具氬弧焊接方法，其特征在于，所述中型焊接工件焊接工藝中，多層焊接，融焊一層無需添加焊絲，用電弧融焊焊縫底部，焊接電流110℃；第二層焊接時選用erni-1純鎳焊絲；后面采用堆焊直到焊接完成。

　　技術總結

　　本發明公開了一種H13鋼模具氬弧焊接方法，完全清除焊接部位模具表面裂紋，并選擇U型焊接坡口，焊絲與模具材料一致；焊機技術參數選擇：根據焊機噴嘴直徑選擇焊接氬氣流量，電極采用直流正接，并根據焊接工件大小選擇焊接電流；根據焊接工件大小，采用不同的焊接工藝進行手工氬弧焊，焊接后進行冷卻。本發明可解決模具表面的堆焊，結構焊接及模具水路工藝孔封堵，主要解決壓鑄模的表面裂紋和模具使用壽命短等諸多難題。

　　技術研發人員：王家飛

　　受保護的技術使用者：中國第一汽車股份有限公司;一汽鑄造有限公司

　　技術研發日：2020.05.25

　　技術公布日：2020.09.08