CN102581497A

CN102581497A - 一种利用熔融金属填充进行焊接的方法

Info

Publication number: CN102581497A
Application number: CN2012100782300A
Authority: CN
Inventors: 高洪明; 张宗郁; 李海超; 郭长安
Original assignee: Harbin Institute of Technology
Current assignee: Harbin Institute of Technology
Priority date: 2012-03-22
Filing date: 2012-03-22
Publication date: 2012-07-18

Abstract

一种利用熔融金属填充进行焊接的方法，它涉及一种焊接方法。本发明要解决传统的熔化极焊接存在的提高熔敷率必然增加电弧压力的矛盾和电弧高温引起焊接缺陷的问题。方法：首先将待焊金属固定在工作台上，然后在保护气体保护下将与待焊金属同种材质的除去氧化膜金属加热至熔融，将熔融金属液以一定速度喷射到待焊金属的焊缝，并以一定的焊接速度进行焊接，即完成焊接过程。优点：一、提高熔敷速度，焊接效率显著提高；二、避免了为提高熔敷率增加电弧压力的矛盾，同时避免了电弧高温引起焊接缺陷，提高接头质量；三、可以精确控制焊缝的熔深、熔宽、余高等成型系数，适应性强。本发明主要用于金属焊接。

Description

一种利用熔融金属填充进行焊接的方法

技术领域

本发明涉及一种焊接方法。

背景技术

焊接是材料加工的主要方法之一，焊接是指被焊工件的材质(同种或者异种)，通过加热或加压或者两者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材质达到原子结合，从而形成永久性连接接头的一种加工工艺方法。熔化焊接是将被焊工件局部加热并熔化为液体，以克服固体间阻碍结合的障碍，然后冷却结晶成为一体的焊接方法，熔化焊的发展过程也可以说成是焊接热源发展的过程，根据焊接热源的不同，熔化焊可以分为：电弧焊(利用气体介质中放电过程所产生的热能作为焊接热源，它是焊接热源中应用最广泛的一种)，气焊(以乙炔或其他可燃气体在氧气中燃烧的火焰为热源)，铝热焊(以铝热剂的放热反应为热源)，电渣焊(以熔渣导电时产生的电阻热为热源)，电阻点缝焊(以焊件本身通电时产生的电阻热为热源)，电子束焊(以高速运动的电子流撞击工件表面的动能转化的热能为热源)，激光焊(以激光束照射到工件表面而产生的热为热源)等若干种类。

焊接技术自诞生以来，一直都在向优质、高效、自动化的方向发展。随着我国制造业的迅猛发展和焊接技术的不断进步，为了大幅度提高焊接质量和生产效率，高效、优质、低耗是当前制造业对焊接技术提出的迫切要求。焊接生产效率的提高对于大厚板件的焊接来说主要是提高熔敷效率；对于薄板的焊接来说则是提高焊接速度，而这两方面的提高最终都要归结于焊接电流的大幅度提高。传统的熔化极(MIG/MAG)焊接过程中，随着焊接电流的增大，熔滴过渡、熔池流动和电弧行为等会发生变化，母材的热输入和电弧压力增加，而电弧高温把将要熔敷的金属加热熔融至过热，导致在焊接过程中熔敷金属蒸发、焊接稳定性变差并出现焊接缺陷。

发明内容

本发明要解决传统的熔化极焊接存在的提高熔敷率必然增加电弧压力的矛盾和电弧高温引起焊接缺陷的问题，而提出一种利用熔融金属填充进行焊接的方法。

一种利用熔融金属填充进行焊接的方法，具体是按以下步骤完成的：首先将待焊金属固定在工作台上，然后在保护气体保护下将与待焊金属同种材质的除去氧化膜金属加热至熔融，将熔融金属液以速度为1m/min～1000m/min喷射到待焊金属的焊缝，并以0.1m/min～10m/min的焊接速度进行焊接，即完成焊接过程。

本发明优点：一、本发明提供的利用熔融金属填充进行焊接方法，可以通过改变金属液流束的流速大小，提高熔敷速度，焊接效率显著提高；二、本发明提供的利用熔融金属填充进行焊接方法，不需要像传统熔化焊过程中，通过电弧熔化焊丝，产生的熔滴通过熔滴过渡的方式过渡到母材，而本发明采用熔融的金属液直接进行焊接，避免了为提高熔敷率增加电弧压力的矛盾，同时避免了电弧高温引起焊接缺陷，减少焊缝变形、焊接裂纹以及残余应力等焊接缺陷的产生，提高接头质量，这对于热敏感材料的焊接具有重大意义；三、本发明提供的利用熔融金属填充进行焊接的方法可以精确控制焊缝的熔深、熔宽、余高等成型系数，并且可以应用在平焊、横焊、立焊和管道全位置焊接等过程中，使用范围广，适应性强。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式是一种利用熔融金属填充进行焊接的方法，具体是按以下步骤完成的：

首先将除去氧化膜的金属固体装入金属熔融装置中，然后在保护气体保护下将加入的除去氧化膜的金属固体加热至熔融，熔融的金属液以速度为1m/min～1000m/min从金属熔融装置中喷射到被焊母材上，并结合焊接速度为0.1m/min～10m/min进行焊接，即完成焊接过程。

本实施方式提供的利用熔融金属填充进行焊接方法，可以通过改变金属液流束的流速大小，提高熔敷速度，焊接效率显著提高。

本实施方式提供的利用熔融金属填充进行焊接方法，不需要像传统熔化焊过程中，通过电弧熔化焊丝，产生的熔滴通过熔滴过渡的方式过渡到母材，而本发明采用熔融的金属液直接进行焊接，避免了为提高熔敷率增加电弧压力的矛盾，同时避免了电弧高温引起焊接缺陷，减少焊缝变形、焊接裂纹以及残余应力等焊接缺陷的产生，提高接头质量，这对于热敏感材料的焊接具有重大意义。

本实施方式提供的利用熔融金属填充进行焊接的方法可以精确控制焊缝的熔深、熔宽、余高等成型系数，并且可以应用在平焊、横焊、立焊和管道全位置焊接等过程中，使用范围广，适应性强。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：所述的待焊金属为钢、纯铁、纯铝、纯镁、纯铜、纯铅、纯锌、纯锡、纯钛、纯锆、铝合金、镁合金、钛合金、铜合金或锡铅合金。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同点是：所述的保护气体为氩气。其它与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：所述的待焊金属的导热系数大于50W/(m*K)或者焊接熔深大于20cm时，待焊金属在焊接前先进行TIG预热电弧预热处理，预热温度低于待焊金属熔点10℃～1000℃。其它与具体实施方式一至三相同。

采用下述试验验证本发明效果：

试验一：一种利用熔融金属填充进行焊接的方法，具体是按以下步骤完成的：

首先将锡铅合金板固定在工作台上，然后在保护气体保护下将除去氧化膜的锡铅合金块加热至熔融，将熔融金属液以速度为150m/min喷射到待焊金属的焊缝，并以0.5m/min的焊接速度进行焊接，即完成焊接过程。

本试验所述的锡铅合金板中锡含量为80％，导热系数为42W/(m*K)，母材厚度为22cm；本试验所述的锡铅合金块中锡含量为80％。

本试验需求焊接熔深为12cm，本试验焊接得到的焊缝宏观金相图如图1所示，通过图1可知，利用熔融金属填充进行焊接方法是可行的，并且能够得到窄而深的焊缝，焊缝热影响区小。

Claims

1.一种利用熔融金属填充进行焊接的方法，其特征在于利用熔融金属填充进行焊接的方法是按以下步骤完成的：首先将待焊金属固定在工作台上，然后在保护气体保护下将与待焊金属同种材质的除去氧化膜金属加热至熔融，将熔融金属液以速度为1m/min～1000m/min喷射到待焊金属的焊缝，并以0.1m/min～10m/min的焊接速度进行焊接，即完成焊接过程。

2.根据权利要求1所述的一种利用熔融金属填充进行焊接的方法，其特征在于所述的待焊金属为钢、纯铁、纯铝、纯镁、纯铜、纯铅、纯锌、纯锡、纯钛、纯锆、铝合金、镁合金、钛合金、铜合金或锡铅合金。

3.根据权利要求2所述的一种利用熔融金属填充进行焊接的方法，其特征在于所述的保护气体为氩气。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种利用熔融金属填充进行焊接的方法，其特征在于所述的待焊金属的导热系数大于50W/(m*K)或者焊接熔深大于20cm时，待焊金属在焊接前先进行TIG预热电弧预热处理，预热温度低于待焊金属熔点10℃～1000℃。