CN102974925A - 一种通过tig电弧协同加热优化铝/钢mig钎焊接头方法 - Google Patents

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刘积厚
韩超
冯吉才
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Abstract

本发明提供一种通过TIG电弧协同加热优化铝/钢MIG钎焊接头的方法，(1)实验设备准备；(2)在MIG主焊枪旁侧安装TIG焊枪，两焊枪相互平行；(3)铝板和钢板坡口及周围取用用丙酮擦拭去除油污杂质；(4)确定辅助TIG电弧位于钢侧，即在焊接过程中使TIG电弧对钢进行额外加热；(5)进行正式焊接时；(6)在焊接完成后，先关闭MIG主焊枪，后关闭TIG焊枪。有益效果：构思新颖，可改变单一电弧焊接时的热平衡，提高固态钢基体的温度，促使界面化合物的形态发生改变，由原来界面金属间化合物层单一地向焊缝生长而形成层状转变为界面金属间化合物层以锯齿状向熔点较高的钢侧生长，增加钉扎作用，明显提高接头的力学性能。

Description

一种通过TIG电弧协同加热优化铝/钢MIG钎焊接头方法
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及一种通过TIG电弧协同加热优化铝/钢MIG钎焊接头方法。 
背景技术
铝/钢异种金属结构能够有效的发挥两种材料的优势，具有比重轻、强度高、耐蚀性优良等特点，在航空航天、交通运输等部门具有越来越广泛的应用，因此铝钢之间的焊接一直是焊接领域的研究热点。同时由于铝合金及不锈钢两种材料在热物理性能及力学性能等方面存在着巨大差异，在反应过程中极易生成脆性的金属间化合物，降低接头的力学性能.，因此也是焊接领域的难点问题。 
为了实现铝/钢的可靠连接，许多学者已进行了大量研究。采用某些压力焊及钎焊方法可以实现两者的连接，但这些方法一般要求工件具有一定的形状，且工艺条件要求严格，生产效率低，这都限制了其在实际生产中的应用。近年来，熔-钎焊连接方法成为熔点差别较大的异种金属之间连接的研究热点，该方法由于能够精确控制焊接热输入，保证两者之间形成的金属间化合物在一个合适的水平，可以实现铝/钢的可靠连接。现有的技术中只局限于在铝板和钢板接触部位进行加热，焊接过程温度场的平衡状态并未改变，由此导致化合物层会在焊缝与高熔点固态基体之间大面积生成而呈现均匀层状，只有把这种层状化合物的厚度减小或者对其分布形态进行改善才能实现可靠连接，为了提高接头的力学性能，改变化合物层的生长形态，提出了一种通过TIG电弧协同加热优化铝/钢MIG钎焊接头的方法。 
发明内容
本发明目的在于针对现有技术的缺陷，针对现有技术的不足提供了一种通过TIG 电弧协同加热优化铝/钢MIG钎焊接头方法，该方法通过采用外加钢侧TIG电弧改变焊接平衡温度场，进而促进金属间化合物向钢侧“锯齿状”生长，从而增加界面化合物对高熔点钢基体的钉扎作用，提高接头的力学性能 
本发明是通过以下技术方案实现的，研制了一种通过TIG电弧协同加热优化铝/钢MIG钎焊接头方法，其特征在于：包含如下步骤： 
(1)、将MIG焊枪旁侧钢基体上表面位置设置TIG焊枪，MIG焊枪与TIG焊枪相互平行，TIG电弧距MIG电弧20-40mm； 
(2)、将等厚铝板与钢板连接件开设V形坡口，钢母材侧边的坡口角度为40°，铝母材侧边的坡口角度为30°； 
(3)、铝板和钢板坡口及周围取用用丙酮擦拭去除油污杂质，采用液体粘结剂与氟铝酸钾钎剂1∶1混合成膏状，用木刷将混合膏刷涂在钢板的坡口表面，用吹风机吹干待焊； 
(4)、确定辅助TIG电弧位于钢侧，并且距离焊接主MIG电弧20-40mm，在焊接过程中使TIG电弧对钢进行额外加热； 
(5)、进行正式焊接时，在启动MIG主焊枪工作后，启动TIG焊枪工作，两电弧处于平行位置协同向前运动，进行正常焊接； 
(6)、在焊接完成后，先关闭MIG主焊枪，后关闭TIG焊枪。 
所述的根据步骤(1)中MIG焊枪旁侧钢基体特定位置装置TIG焊枪，辅助TIG电弧改变MIG钎焊的热场平衡状态，钢侧金属连接界面温度提高50-120℃，接头的拉伸强度提高20％-40％。 
本发明的有益效果：构思新颖，可改变单一电弧焊接时的热平衡，提高固态钢基体的温度，促使界面化合物的形态发生改变，由原来界面金属间化合物层单一地向焊缝生长而形成层状转变为界面金属间化合物层以锯齿状向熔点较高未熔化的钢侧生长，增加了钉扎作用，明显提高接头的力学性能，极大提高了工作效率，降低成 本的理想效果。 
附图说明
图1为本发明的结构示意图； 
具体实施方式
一种通过TIG电弧协同加热优化铝/钢MIG钎焊接头方法，其特征在于：方法步骤如下： 
(1)、将MIG焊枪旁侧钢基体上表面位置设置TIG焊枪，MIG焊枪与TIG焊枪相互平行，TIG电弧距MIG电弧20-40mm； 
(2)、将等厚铝板与钢板连接件开设V形坡口，钢母材侧边的坡口角度为40°，铝母材侧边的坡口角度为30°； 
(3)、铝板和钢板坡口及周围取用用丙酮擦拭去除油污杂质，采用液体粘结剂与氟铝酸钾钎剂1∶1混合成膏状，用木刷将混合膏刷涂在钢板的坡口表面，用吹风机吹干待焊； 
(4)、确定辅助TIG电弧位于钢侧，并且距离焊接主MIG电弧20-40mm，在焊接过程中使TIG电弧对钢进行额外加热； 
(5)、进行正式焊接时，在启动MIG主焊枪工作后，启动TIG焊枪工作，两电弧处于平行位置协同向前运动，进行正常焊接； 
(6)、在焊接完成后，先关闭MIG主焊枪，后关闭TIG焊枪。 
所述的根据步骤(1)中MIG焊枪旁侧钢基体特定位置装置TIG焊枪，辅助TIG电弧改变MIG钎焊的热场平衡状态，钢侧金属连接界面温度提高50-120℃，接头的拉伸强度提高20％-40％。 
所述的步骤(5)中焊接参数见如下表格： 
                         焊接工艺参数 
Figure DEST_PATH_GSB00001005178000041
本领域的普通技术人员都会理解，在本发明的保护范围内，对于上述设计原理和技术参数进行修改或替换都是可能的，其都没有超出本发明的保护范围。 

Claims (2)

1.一种通过TIG电弧协同加热优化铝/钢MIG钎焊接头方法，其特征在于：包含如下步骤：
(1)、将MIG焊枪旁侧钢基体上表面位置设置TIG焊枪，MIG焊枪与TIG焊枪相互平行，TIG焊枪距MIG焊枪20-40mm；
(2)、将等厚铝板与钢板连接件开设V形坡口，钢母材侧边的坡口角度为40°，铝母材侧边的坡口角度为30°；
(3)、铝板和钢板坡口及周围取用用丙酮擦拭去除油污杂质，采用液体粘结剂与氟铝酸钾钎剂1∶1混合成膏状，用木刷将混合膏刷涂在钢板的坡口表面，用吹风机吹干待焊；
(4)、确定辅助TIG电弧位于钢侧，并且距离焊接主MIG电弧20-40mm，在焊接过程中使TIG电弧对钢进行额外加热；
(5)、进行正式焊接时，在启动MIG主焊枪工作后，启动TIG焊枪工作，两电弧处于平行位置协同向前运动，进行正常焊接；
(6)、在焊接完成后，先关闭MIG主焊枪，后关闭TIG焊枪。
2.根据权利要求1所述的一种通过TIG电弧协同加热优化铝/钢MIG钎焊接头方法，其特征在于：所述的根据步骤(1)中MIG焊枪旁侧钢基体特定位置装置TIG焊枪，辅助TIG电弧改变MIG钎焊的热场平衡状态，钢基体金属连接面温度提高50-120℃，采用该方法获得接头的拉伸强度比未加辅助TIG电弧预热条件下获得的接头拉伸强度提高20％-40％。
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