一種通過tig電弧協同加熱優化鋁/鋼mig釺焊接頭方法
2023-08-07 20:38:46 1
專利名稱：一種通過tig電弧協同加熱優化鋁/鋼mig釺焊接頭方法
技術領域：
本發明涉及焊接技術領域，尤其涉及一種通過TIG電弧協同加熱優化鋁/鋼MIG 釺焊接頭方法。
背景技術：
鋁/鋼異種金屬結構能夠有效的發揮兩種材料的優勢，具有比重輕、強度高、耐蝕性優良等特點，在航空航天、交通運輸等部門具有越來越廣泛的應用，因此鋁鋼之間的焊接一直是焊接領域的研究熱點。同時由於鋁合金及不鏽鋼兩種材料在熱物理性能及力學性能等方面存在著巨大差異，在反應過程中極易生成脆性的金屬間化合物，降低接頭的力學性能.，因此也是焊接領域的難點問題。
為了實現鋁/鋼的可靠連接，許多學者已進行了大量研究。採用某些壓力焊及釺焊方法可以實現兩者的連接，但這些方法一般要求工件具有一定的形狀，且工藝條件要求嚴格，生產效率低，這都限制了其在實際生產中的應用。近年來，熔-釺焊連接方法成為熔點差別較大的異種金屬之間連接的研究熱點，該方法由於能夠精確控制焊接熱輸入，保證兩者之間形成的金屬間化合物在一個合適的水平，可以實現鋁/鋼的可靠連接。現有的技術中只局限於在鋁板和鋼板接觸部位進行加熱，焊接過程溫度場的平衡狀態並未改變，由此導致化合物層會在焊縫與高熔點固態基體之間大面積生成而呈現均勻層狀，只有把這種層狀化合物的厚度減小或者對其分布形態進行改善才能實現可靠連接，為了提高接頭的力學性能，改變化合物層的生長形態，提出了一種通過TIG電弧協同加熱優化鋁/鋼MIG釺焊接頭的方法。發明內容
本發明目的在於針對現有技術的缺陷，針對現有技術的不足提供了一種通過TIG 電弧協同加熱優化鋁/鋼MIG釺焊接頭方法，該方法通過採用外加鋼側TIG電弧改變焊接平衡溫度場，進而促進金屬間化合物向鋼側「鋸齒狀」生長，從而增加界面化合物對高熔點鋼基體的釘扎作用，提高接頭的力學性能
本發明是通過以下技術方案實現的，研製了一種通過TIG電弧協同加熱優化鋁/ 鋼MIG釺焊接頭方法，其特徵在於包含如下步驟
(I)、將MIG焊槍旁側鋼基體上表面位置設置TIG焊槍，MIG焊槍與TIG焊槍相互平行，TIG電弧距MIG電弧20-40mm ；
(2)、將等厚鋁板與鋼板連接件開設V形坡口，鋼母材側邊的坡口角度為40°，鋁母材側邊的坡口角度為30° ;
(3)、鋁板和鋼板坡口及周圍取用用丙酮擦拭去除油汙雜質，採用液體粘結劑與氟鋁酸鉀釺劑I : I混合成膏狀，用木刷將混合膏刷塗在鋼板的坡口表面，用吹風機吹乾待焊;
(4)、確定輔助TIG電弧位於鋼側，並且距離焊接主MIG電弧20_40mm，在焊接過程中使TIG電弧對鋼進行額外加熱；
(5)、進行正式焊接時，在啟動MIG主焊槍工作後，啟動TIG焊槍工作，兩電弧處於平行位置協同向前運動，進行正常焊接；
(6)、在焊接完成後，先關閉MIG王焊槍，後關閉TIG焊槍。
所述的根據步驟(I)中MIG焊槍旁側鋼基體特定位置裝置TIG焊槍，輔助TIG電弧改變MIG釺焊的熱場平衡狀態，鋼側金屬連接界面溫度提高50-120°C，接頭的拉伸強度提高 20% -40%。
本發明的有益效果構思新穎，可改變單一電弧焊接時的熱平衡，提高固態鋼基體的溫度，促使界面化合物的形態發生改變，由原來界面金屬間化合物層單一地向焊縫生長而形成層狀轉變為界面金屬間化合物層以鋸齒狀向熔點較高未熔化的鋼側生長，增加了釘扎作用，明顯提高接頭的力學性能，極大提高了工作效率，降低成本的理想效果。
圖I為本發明的結構示意圖；具體實施方式
一種通過TIG電弧協同加熱優化鋁/鋼MIG釺焊接頭方法，其特徵在於方法步驟如下
(I)、將MIG焊槍旁側鋼基體上表面位置設置TIG焊槍，MIG焊槍與TIG焊槍相互平行，TIG電弧距MIG電弧20-40mm ；
(2)、將等厚鋁板與鋼板連接件開設V形坡口，鋼母材側邊的坡口角度為40°，鋁母材側邊的坡口角度為30° ;
(3)、鋁板和鋼板坡口及周圍取用用丙酮擦拭去除油汙雜質，採用液體粘結劑與氟鋁酸鉀釺劑I : I混合成膏狀，用木刷將混合膏刷塗在鋼板的坡口表面，用吹風機吹乾待焊;
(4)、確定輔助TIG電弧位於鋼側，並且距離焊接主MIG電弧20_40mm，在焊接過程中使TIG電弧對鋼進行額外加熱；
(5)、進行正式焊接時，在啟動MIG主焊槍工作後，啟動TIG焊槍工作，兩電弧處於平行位置協同向前運動，進行正常焊接；
(6)、在焊接完成後，先關閉MIG王焊槍，後關閉TIG焊槍。
所述的根據步驟(I)中MIG焊槍旁側鋼基體特定位置裝置TIG焊槍，輔助TIG電弧改變MIG釺焊的熱場平衡狀態，鋼側金屬連接界面溫度提高50-120°C，接頭的拉伸強度提高 20% -40%。
所述的步驟(5)中焊接參數見如下表格
焊接工藝參數
權利要求
1.一種通過TIG電弧協同加熱優化鋁/鋼MIG釺焊接頭方法，其特徵在於包含如下步驟 (1)、將MIG焊槍旁側鋼基體上表面位置設置TIG焊槍，MIG焊槍與TIG焊槍相互平行，TIG焊槍距MIG焊槍20-40mm ； (2)、將等厚鋁板與鋼板連接件開設V形坡口，鋼母材側邊的坡口角度為40°，鋁母材側邊的坡口角度為30° ; (3)、鋁板和鋼板坡口及周圍取用用丙酮擦拭去除油汙雜質，採用液體粘結劑與氟鋁酸鉀釺劑I : I混合成膏狀，用木刷將混合膏刷塗在鋼板的坡口表面，用吹風機吹乾待焊； (4)、確定輔助TIG電弧位於鋼側，並且距離焊接主MIG電弧20-40mm，在焊接過程中使TIG電弧對鋼進行額外加熱； (5)、進行正式焊接時，在啟動MIG主焊槍工作後，啟動TIG焊槍工作，兩電弧處於平行位置協同向前運動，進行正常焊接； (6)、在焊接完成後，先關閉MIG王焊槍，後關閉TIG焊槍。
2.根據權利要求I所述的一種通過TIG電弧協同加熱優化鋁/鋼MIG釺焊接頭方法，其特徵在於所述的根據步驟(I)中MIG焊槍旁側鋼基體特定位置裝置TIG焊槍，輔助TIG電弧改變MIG釺焊的熱場平衡狀態，鋼基體金屬連接面溫度提高50-120°C，採用該方法獲得接頭的拉伸強度比未加輔助TIG電弧預熱條件下獲得的接頭拉伸強度提高20% -40%。
全文摘要
本發明提供一種通過TIG電弧協同加熱優化鋁/鋼MIG釺焊接頭的方法，(1)實驗設備準備；(2)在MIG主焊槍旁側安裝TIG焊槍，兩焊槍相互平行；(3)鋁板和鋼板坡口及周圍取用用丙酮擦拭去除油汙雜質；(4)確定輔助TIG電弧位於鋼側，即在焊接過程中使TIG電弧對鋼進行額外加熱；(5)進行正式焊接時；(6)在焊接完成後，先關閉MIG主焊槍，後關閉TIG焊槍。有益效果構思新穎，可改變單一電弧焊接時的熱平衡，提高固態鋼基體的溫度，促使界面化合物的形態發生改變，由原來界面金屬間化合物層單一地向焊縫生長而形成層狀轉變為界面金屬間化合物層以鋸齒狀向熔點較高的鋼側生長，增加釘扎作用，明顯提高接頭的力學性能。
文檔編號B23K9/16GK102974925SQ20121044933
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月12日 優先權日2012年11月12日
發明者張洪濤, 劉積厚, 韓超, 馮吉才 申請人:哈爾濱工業大學(威海)