CN115351396A - 提高搭接接头平面弯曲疲劳性能的焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及钢铁材料的焊接技术领域，公开了一种提高搭接接头平面弯曲疲劳性能的焊接方法，针对2～8mm规格抗拉强度为370～660MPa的低合金高强度钢，同板厚的搭接板与底板组成角焊缝，采用熔化极气保护焊接方法，控制角焊缝的形状尺寸，形成凹面焊缝，实现角焊缝一次成形。本发明提高搭接接头平面弯曲疲劳性能的焊接方法，简单易行，无需焊后热处理，能有效提高搭接角焊缝的抗平面弯曲疲劳性能，提升结构的整体安全性。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁材料的焊接技术领域，具体涉及一种提高搭接接头平面弯曲疲劳性能的焊接方法。
背景技术
不管是燃油车还是新能源电动车，车辆提高能源利用效率的一个有效途径就是减轻车身重量。底盘用材在汽车轻量化设计中尤其重要，目前基本思路是用高强钢代替传统碳素钢。
在车辆设计中，轻量化和安全是必须兼顾的，底盘零件是保障车辆安全的重要构件，不仅要有良好的静载表现，还要具有优良的抗疲劳性能。
熔化极气体保护焊接是车辆底盘制造中的主要连接工艺，大量研究表明，在疲劳破坏中，焊接接头是整个结构中的薄弱点。因此提高焊接接头的抗疲劳强度十分关键。而试验研究表明，在所有焊接接头形式中，搭接角焊缝抗疲劳性能最弱。
搭接焊接接头在车辆底盘焊接结构中十分常见，这种焊接接头又是抗疲劳性能最弱的一种焊接接头形式，因此，如何有效提高搭接焊接接头的抗疲劳性能，对提升整个底盘的安全性具有重要意义。
发明内容
本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种提高搭接接头平面弯曲疲劳性能的焊接方法，简单易行，无需焊后热处理，能有效提高搭接角焊缝的抗平面弯曲疲劳性能，提升结构的整体安全性。
为实现上述目的，本发明所设计的提高搭接接头平面弯曲疲劳性能的焊接方法，针对2～8mm规格抗拉强度为370～660MPa的低合金高强度钢，同板厚的搭接板与底板组成角焊缝，采用熔化极气保护焊接方法，控制角焊缝的形状尺寸，形成凹面焊缝，实现角焊缝一次成形。
优选地，搭接板与底板无间隙搭接装配，搭接量控制在15～20mm。
优选地，焊接时，使用焊接小车自动气保护焊接，焊丝采用1.2mm规格气保护实芯焊丝，焊丝熔敷金属抗拉强度为500～560MPa，焊丝距离搭接板端部1～5mm。
优选地，焊接时，焊枪与底板呈45°～60°夹角，与焊接方向呈7°～15°后倾。
优选地，焊接时，采用Ar+5～7％CO2气体保护焊，直流电源反接法，焊接电流175～300A，电弧电压21～30V，焊接速度45～65cm/min，气体流量17～22L/min。
优选地，角焊缝的形状尺寸如下：
L1＝L2/tana+x
式中，
L1为底板的焊角尺寸，单位mm，L2为搭接板的焊角尺寸，单位mm，a为角焊缝表面与底板形成的夹角，范围为30°～45°，x取1～5，单位mm。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、采用常规气保护焊接工艺，没有其他复杂提高焊接接头疲劳性能措施，有效降低焊接成本；
2、通过焊丝位置匹配焊接电流、电弧电压及焊接速度，可按照公式规律约束焊缝尺寸，获得优良的平面弯曲疲劳性能的焊接接头，有效提升整体结构抗疲劳性能；
3、搭接角焊缝一次成形，无焊前预热焊后复杂的热处理，焊接材料采用常规易于采购的气保护焊丝，此工艺方法简单易行，普遍适用。
具体实施方式
下面结合和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
针对2mm规格抗拉强度为370MPa的低合金高强度钢，同板厚的搭接板与底板组成角焊缝，为无间隙搭接装配，搭接量控制在15mm。
焊丝采用1.2mm规格气保护实芯焊丝，焊丝熔敷金属抗拉强度为500MPa，焊丝距离搭接板端部1mm，焊枪与底板呈60°夹角，与焊接方向呈7°后倾。
焊接时，采用熔化极气保护焊接方法，使用焊接小车自动气保护焊接，采用Ar+5％CO2气体保护焊，直流电源反接法，焊接电流175A，电弧电压21V，焊接速度65cm/min，气体流量17L/min。
焊接形成焊角尺寸，底板焊角尺寸L1约为4.5mm，搭接板焊角尺寸L2约为2mm，角焊缝表面与底板所形成的夹角a约为30°，x取1mm，焊角尺寸满足
L1＝L2/tana+x
角焊缝一次成形，呈凹面焊缝，上述公式中，底板焊角尺寸L1取小数点一位。
本实施例焊前无需预热，焊后无需热处理。焊接完毕后按照JISZ2275金属板平面弯曲疲劳试验方法制取焊接接头疲劳试样，按照应力比为0，加载频率为25Hz进行平面弯曲疲劳试验，在最大应力240MPa下，循环1×107周次，焊缝未断，搭接接头平面弯曲疲劳性能优良。
实施例2
针对4mm规格抗拉强度为460MPa的低合金高强度钢，同板厚的搭接板与底板组成角焊缝，为无间隙搭接装配，搭接量控制在16mm。
焊丝采用1.2mm规格气保护实芯焊丝，焊丝熔敷金属抗拉强度为500MPa，焊丝距离搭接板端部2mm，焊枪与底板呈55°夹角，与焊接方向呈9°后倾。
焊接时，采用熔化极气保护焊接方法，使用焊接小车自动气保护焊接，采用Ar+6％CO2气体保护焊，直流电源反接法，焊接电流215A，电弧电压23V，焊接速度60cm/min，气体流量18L/min。
焊接形成焊角尺寸，底板焊角尺寸L1约为7mm，搭接板焊角尺寸L2约为4mm，角焊缝表面与底板所形成的夹角a约为35°，x取2mm，焊角尺寸满足
L1＝L2/tana+x
角焊缝一次成形，呈凹面焊缝，上述公式中，底板焊角尺寸L1取整。
本实施例焊前无需预热，焊后无需热处理。焊接完毕后按照JISZ2275金属板平面弯曲疲劳试验方法制取焊接接头疲劳试样，按照应力比为0，加载频率为25Hz进行平面弯曲疲劳试验，在最大应力260MPa下，循环1×107周次，焊缝未断，搭接接头平面弯曲疲劳性能优良。
实施例3
针对5mm规格抗拉强度为550MPa的低合金高强度钢，同板厚的搭接板与底板组成角焊缝，为无间隙搭接装配，搭接量控制在18mm。
焊丝采用1.2mm规格气保护实芯焊丝，焊丝熔敷金属抗拉强度为500MPa，焊丝距离搭接板端部3mm，焊枪与底板呈50°夹角，与焊接方向呈11°后倾。
焊接时，采用熔化极气保护焊接方法，使用焊接小车自动气保护焊接，采用Ar+6％CO2气体保护焊，直流电源反接法，焊接电流245A，电弧电压25V，焊接速度50cm/min，气体流量20L/min。
焊接形成焊角尺寸，底板焊角尺寸L1约为9mm，搭接板焊角尺寸L2约为5mm，角焊缝表面与底板所形成的夹角a约为40°，x取3mm，焊角尺寸满足
L1＝L2/tana+x
角焊缝一次成形，呈凹面焊缝，上述公式中，底板焊角尺寸L1取整。
本实施例焊前无需预热，焊后无需热处理。焊接完毕后按照JISZ2275金属板平面弯曲疲劳试验方法制取焊接接头疲劳试样，按照应力比为0，加载频率为25Hz进行平面弯曲疲劳试验，在最大应力290MPa下，循环1×107周次，焊缝未断，搭接接头平面弯曲疲劳性能优良。
实施例4
针对6mm规格抗拉强度为600MPa的低合金高强度钢，同板厚的搭接板与底板组成角焊缝，为无间隙搭接装配，搭接量控制在19mm。
焊丝采用1.2mm规格气保护实芯焊丝，焊丝熔敷金属抗拉强度为550MPa，焊丝距离搭接板端部4mm，焊枪与底板呈45°夹角，与焊接方向呈12°后倾。
焊接时，采用熔化极气保护焊接方法，使用焊接小车自动气保护焊接，采用Ar+7％CO2气体保护焊，直流电源反接法，焊接电流275A，电弧电压27V，焊接速度45cm/min，气体流量20L/min。
焊接形成焊角尺寸，底板焊角尺寸L1约为10mm，搭接板焊角尺寸L2约为6mm，角焊缝表面与底板所形成的夹角a约为45°，x取4mm，焊角尺寸满足
L1＝L2/tana+x
角焊缝一次成形，呈凹面焊缝，上述公式中，底板焊角尺寸L1取整。
本实施例焊前无需预热，焊后无需热处理。焊接完毕后按照JISZ2275金属板平面弯曲疲劳试验方法制取焊接接头疲劳试样，按照应力比为0，加载频率为25Hz进行平面弯曲疲劳试验，在最大应力325MPa下，循环1×107周次，焊缝未断，搭接接头平面弯曲疲劳性能优良。
实施例5
针对8mm规格抗拉强度为660MPa的低合金高强度钢，同板厚的搭接板与底板组成角焊缝，为无间隙搭接装配，搭接量控制在20mm。
焊丝采用1.2mm规格气保护实芯焊丝，焊丝熔敷金属抗拉强度为560MPa，焊丝距离搭接板端部5mm，焊枪与底板呈45°夹角，与焊接方向呈15°后倾。
焊接时，采用熔化极气保护焊接方法，使用焊接小车自动气保护焊接，采用Ar+7％CO2气体保护焊，直流电源反接法，焊接电流300A，电弧电压30V，焊接速度45cm/min，气体流量22L/min。
焊接形成焊角尺寸，底板焊角尺寸L1约为13mm，搭接板焊角尺寸L2约为8mm，角焊缝表面与底板所形成的夹角a约为45°，x取5mm，焊角尺寸满足
L1＝L2/tana+x
角焊缝一次成形，呈凹面焊缝，上述公式中，底板焊角尺寸L1取整。
本实施例焊前无需预热，焊后无需热处理。焊接完毕后按照JISZ2275金属板平面弯曲疲劳试验方法制取焊接接头疲劳试样，按照应力比为0，加载频率为25Hz进行平面弯曲疲劳试验，在最大应力335MPa下，循环1×107周次，焊缝未断，搭接接头平面弯曲疲劳性能优良。
本发明提高搭接接头平面弯曲疲劳性能的焊接方法，采用常规气保护焊接工艺，没有其他复杂提高焊接接头疲劳性能措施，有效降低焊接成本；通过焊丝位置匹配焊接电流、电弧电压及焊接速度，可按照公式规律约束焊缝尺寸，获得优良的平面弯曲疲劳性能的焊接接头，有效提升整体结构抗疲劳性能；搭接角焊缝一次成形，无焊前预热焊后复杂的热处理，焊接材料采用常规易于采购的气保护焊丝，此工艺方法简单易行，普遍适用。
Claims (6)
1.一种提高搭接接头平面弯曲疲劳性能的焊接方法，其特征在于：针对2～8mm规格抗拉强度为370～660MPa的低合金高强度钢，同板厚的搭接板与底板组成角焊缝，采用熔化极气保护焊接方法，控制角焊缝的形状尺寸，形成凹面焊缝，实现角焊缝一次成形。
2.如权利要求1所述提高搭接接头平面弯曲疲劳性能的焊接方法，其特征在于：搭接板与底板无间隙搭接装配，搭接量控制在15～20mm。
3.如权利要求1所述提高搭接接头平面弯曲疲劳性能的焊接方法，其特征在于：焊接时，使用焊接小车自动气保护焊接，焊丝采用1.2mm规格气保护实芯焊丝，焊丝熔敷金属抗拉强度为500～560MPa，焊丝距离搭接板端部1～5mm。
4.如权利要求1所述提高搭接接头平面弯曲疲劳性能的焊接方法，其特征在于：焊接时，焊枪与底板呈45°～60°夹角，与焊接方向呈7°～15°后倾。
5.如权利要求1所述提高搭接接头平面弯曲疲劳性能的焊接方法，其特征在于：焊接时，采用Ar+5～7％CO2气体保护焊，直流电源反接法，焊接电流175～300A，电弧电压21～30V，焊接速度45～65cm/min，气体流量17～22L/min。
6.如权利要求1所述提高搭接接头平面弯曲疲劳性能的焊接方法，其特征在于：角焊缝的形状尺寸如下：
L1＝L2/tana+x
式中，L1为底板的焊角尺寸，单位mm，L2为搭接板的焊角尺寸，单位mm，a为角焊缝表面与底板形成的夹角，范围为30°～45°，x取1～5，单位mm。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05329682A (ja) * | 1992-05-26 | 1993-12-14 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 亜鉛系めっき鋼板の溶接ワイヤおよび溶接方法 |
| JPH08332568A (ja) * | 1995-04-07 | 1996-12-17 | Nippon Steel Weld Prod & Eng Co Ltd | 高速水平すみ肉ガスシールドアーク溶接方法 |
| JP2007296535A (ja) * | 2006-04-27 | 2007-11-15 | Kobe Steel Ltd | ガスシールドアーク溶接フラックス入りワイヤ及び溶接方法 |
| US20080142490A1 (en) * | 2006-12-13 | 2008-06-19 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho ( Kobe Steel, Ltd.) | Gas-shielded arc welding method |
| CN104625359A (zh) * | 2015-01-27 | 2015-05-20 | 中石化第十建设有限公司 | Lng低温罐底板的焊接工艺 |
| CN109551086A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-04-02 | 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 | 一种用于镀锌板的熔化极气体保护高速焊接方法 |
| CN110839341A (zh) * | 2018-06-18 | 2020-02-25 | 株式会社Posco | 焊接区抗气孔性和疲劳特性优异的镀覆钢板的焊接构件及其制造方法 |
-
2022
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05329682A (ja) * | 1992-05-26 | 1993-12-14 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 亜鉛系めっき鋼板の溶接ワイヤおよび溶接方法 |
| JPH08332568A (ja) * | 1995-04-07 | 1996-12-17 | Nippon Steel Weld Prod & Eng Co Ltd | 高速水平すみ肉ガスシールドアーク溶接方法 |
| JP2007296535A (ja) * | 2006-04-27 | 2007-11-15 | Kobe Steel Ltd | ガスシールドアーク溶接フラックス入りワイヤ及び溶接方法 |
| US20080142490A1 (en) * | 2006-12-13 | 2008-06-19 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho ( Kobe Steel, Ltd.) | Gas-shielded arc welding method |
| CN104625359A (zh) * | 2015-01-27 | 2015-05-20 | 中石化第十建设有限公司 | Lng低温罐底板的焊接工艺 |
| CN110839341A (zh) * | 2018-06-18 | 2020-02-25 | 株式会社Posco | 焊接区抗气孔性和疲劳特性优异的镀覆钢板的焊接构件及其制造方法 |
| CN109551086A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-04-02 | 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 | 一种用于镀锌板的熔化极气体保护高速焊接方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 天津大学 中国石油化工总公司编著: "《金属结构的电弧焊》", pages: 94 - 95 * |
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