本发明涉及一种焊接方法，特别涉及一种关于高锰含量锰铜阻尼合金的焊接方法。
背景技术：
：随着近代各种机械的功率、速度不断增加，震动造成的有害噪声也随之增长。有害的噪声导致材料疲劳，并降低机械部件的工作可靠性。舰船发动机震动噪声沿壳体的传播和发射，干扰导航仪器的正常工作。音响系统中的的机械振动将不可避免地调制成背景噪声，降低信噪比，影响图像的声音和质量。噪声在造成严重的环境污染的同时还恶化劳动条件，刺激人体中枢神经和血管系统。治理噪声的方法有三种：系统减震、结构减震和材料减震。对于工作在动力状况下的机械和结构零件，采用具有大内耗的高阻尼合金，对于减小有害震动和噪声、阻碍其传播，以及降低共振峰值应力等方面是有效的，在许多情况下甚至是唯一的选择。利用阻尼合金达到减震有三大优点：防止和减少震动，防止和减少噪声，增加材料的疲劳寿命。比如汽车发动机的基座采用阻尼合金后，传递给客舱的震动大大降低，提高了驾乘人员的舒适度；高铁轨道和滚轮及其传动采用阻尼合金后同样能大大降低噪音污染同时增加乘车人员的舒适度；高层建筑的地基采用阻尼合金后能降低小型地震带来的损失。高锰含量(锰含量>70％)的锰铜合金具有优异的减震能力，其阻尼性能Q-1可达0.3以上，具有非常广的应用前景。技术实现要素：本发明的目的是提供一种高锰含量锰铜阻尼合金的焊接方法，将高锰含量锰铜阻尼合金通过焊接工艺与基体材料如不锈钢、碳钢、铝合金等合成在一起，以实现整体工件的噪声抑制能力。在保持较高阻尼性能的同时有效的降低工件成本，拓展高锰含量锰铜合金的使用范围。本发明的技术方案如下：一种高锰含量锰铜阻尼合金的焊接方法，包括如下步骤：步骤1：针对高锰含量锰铜阻尼合金的特殊性，选用焊丝；步骤2：根据板厚及高锰含量锰铜阻尼合金性能的特殊性，选择焊接工艺；步骤3：采用对接焊工艺将高锰含量锰铜阻尼合金与其它基体材料焊接在一起。进一步，所述高锰含量锰铜阻尼合金的各化学成分的质量百分比含量为Mn：65％-73％、Cu：19％-24％、Ni：3％-8％、Fe：0.5％-2.5％，余量为杂质元素。进一步，所述其它基体材料包括铁基合金材料和高锰含量锰铜阻尼合金材料，所述铁基合金材料包括907、921和Q345。进一步，步骤1中所述的焊丝为锰基合金焊丝或镍基合金焊丝，其中，所述锰基合金焊丝采用高锰含量锰铜合金母材拉丝，焊丝力学性能与高锰含量锰铜合金等同，焊丝直径所述镍基合金焊丝选用ERNiCrFe-3，ER308L，焊丝直径进一步，步骤2中所述的焊接工艺包括以下两种：第一种：板厚1-10mm时，选择变极性焊机及脉冲冷焊工艺，在焊接过程中确保高锰含量锰铜阻尼合金的温度控制在100℃以内；第二种：板厚＞10mm时，选择钨极氩弧焊工艺，焊后选择热处理或不热处理。进一步，所述脉冲冷焊工艺的工艺条件为：高锰含量锰铜阻尼合金与高锰含量锰铜阻尼合金对接时：焊接材料为直径的ERNiCrFe-3，焊枪氩气流量5～8L/min，焊接电流85A，时间90ms；焊接时一面焊两道，背面清根，清根后正反面轮流焊接；高锰含量锰铜阻尼合金与Q345对接时：焊接材料为直径的ERNiCrFe-3，焊枪氩气流量5～8L/min，采用焊丝时，电流60A，时间60ms，采用焊丝时，电流90A～100A，时间90ms；焊接时一面焊两道，背面清根，清根后正反面轮流焊接；高锰含量锰铜阻尼合金与907或921对接时：焊接材料为直径的ER308L，焊枪氩气流量7～10L/min，采用焊丝时，电流70A，时间65ms，采用焊丝时，电流95A～105A，时间95ms；焊接时一面焊三道，背面清根，清根后正反面轮流焊接。进一步，所述氩弧焊工艺的工艺条件为：高锰含量锰铜阻尼合金与高锰含量锰铜阻尼合金对接时：焊接材料为直径的高锰含量锰铜合金焊丝，采用手工钨极氩弧焊，焊前预热100℃；焊接时首先用焊丝打底焊两道，背面清根，而后用直径焊丝正反面轮流焊接，焊后保温，热处理；高锰含量锰铜阻尼合金与Q345、907或921对接时：焊接材料为直径的ZR308L，采用手工钨极氩弧焊，焊前预热100℃；焊接时一面焊两道，背面清根，清根后正反面轮流焊接，焊后保温，热处理。本发明的有益效果如下：本发明通过特定焊接材料的选取和特定的焊接工艺，证实锰铜合金与907，921，Q345等金属材料有良好的焊接，焊接接头抗拉强度低于母材5％～10％，在保证结构件刚性阻尼性能的同时，有效降低了成本。附图说明图1是高锰含量锰铜阻尼合金分别与Q345、907、921和高锰含量锰铜阻尼合金的焊接实例图。具体实施方式下面结合附图对本发明作进一步详细说明。本发明高锰含量锰铜阻尼合金的焊接方法的总体步骤如下：1、针对锰基材料化学成分的特殊性，选用锰基合金焊丝或镍基合金焊丝。2、根据板厚及锰基材料性能的特殊性，选择了两种焊接工艺。第一种：板厚1-10mm，选择变极性焊机及脉冲冷焊工艺，在焊接过程中确保锰基材料的温度控制在100℃以内。第二种：板厚＞10mm选择钨极氩弧焊工艺，焊后热处理或不热处理。3、焊接工艺试验均采用对接焊，其焊接接头的力学性能等破坏性试验，参照对接焊缝JB4708-2000《钢制压力容器焊接工艺评定》。下面以高锰含量锰铜合金分别与Q345、907、921和高锰含量锰铜阻尼合金的焊接过程为例进行说明。一、材料分析1、高锰含量锰铜合金高锰含量锰铜合金是一种新型的阻尼合金材料，实测化学成分及力学性能见表1和表2，其熔点为1100℃，且该合金为固溶化处理态。2、铁基材料选择了三种铁基材料，分别为：907、921、Q345。具体化学成分及力学性能见表1和表2；表1.化学成分钢种CSiMnPSNiCrMoVCuFe锰基0.00490.017余＜0.0050.024.8320.031.969070.0610.60910.0140.0050.6510.6440.489210.0730.290.430.010.00442.651.020.260.058Q345≤0.2≤0.5≤1.7≤0.035≤0.035≤0.5≤0.3≤0.1≤0.3表2.力学性能二、焊接材料选取针对高锰含量锰铜阻尼合金组分的特殊性，选用了锰基合金焊丝或镍基合金焊丝两类。第一类：锰基合金焊丝，采用高锰含量锰铜合金母材拉丝，故焊丝力学性能与高锰含量锰铜合金等同，焊丝直径第二类：镍基合金焊丝选用ERNiCrFe-3，ER308L，焊丝直径具体力学性能如表3表3焊接材料力学性能焊材抗拉强度(MPa)延伸率(％)ERNiCrFe-3≥550≥30ER308L≥578≥42三、确定焊接工艺根据板材厚度不同，选择两种焊接工艺。第一种：板厚1-10mm，选择变极性焊机及脉冲冷焊工艺，在焊接过程中确保锰基材料的温度控制在100℃以内。第二种：板厚＞10mm，选择钨极氩弧焊工艺，焊后可选择热处理或不热处理。四、焊接具体工艺焊接工艺采用对接焊，其焊接接头的力学性能等破坏性试验，参照对接焊缝JB4708-2000《钢制压力容器焊接工艺评定》。第一种工艺：脉冲冷焊1、锰基与锰基对接a、试板尺寸：10×60×1002件，V型双面坡口，角度60°，钝边1mm；b、焊接材料：ERNiCrFe-3，直径c、采用脉冲冷焊，焊枪氩气流量5～8L/min，焊接电流85A，时间90ms；d、焊接时一面焊两道，背面清根，清根后正反面轮流焊接；e、试板检验结果：(参照JB4708-2000)；焊接接头无损检测：PT合格，RT合格；焊接接头抗拉强度：483MPa(接头强度低于母材，断裂位置为锰基材料热影响区)。2、锰基与Q345对接a、试板尺寸：10×60×100各1件；V型双面坡口，角度70°(锰基面增加10°)钝边1mm；b、焊接材料：ERNiCrFe-3，直径c、采用脉冲冷焊，焊枪氩气流量5～8L/min，焊接电流如下：焊丝：电流60A，时间60ms；焊丝：电流90A～100A，时间90ms；d、焊接时一面焊两道，背面清根，清根后正反面轮流焊接；e、试板检验结果；焊接接头无损检测：PT合格，RT合格；焊接接头抗拉强度：465MPa(接头强度低于母材，断裂位置为锰基材料热影响区)。3、锰基与907、921对接a、试板尺寸：10×60×100各1件；V型双面坡口，角度70°(锰基面增加10°)钝边1mm；b、焊接材料：ER308L，直径c、采用脉冲冷焊，焊枪氩气流量7～10L/min，焊接电流如下：焊丝：电流70A，时间65ms；焊丝：电流95A～105A，时间95ms；d、焊接时一面焊三道，背面清根，清根后正反面轮流焊接；e、试板检验结果；焊接接头无损检测：PT合格，RT合格；焊接接头抗拉强度：907：470MPa，921：478MPa(接头强度低于母材，断裂位置均为锰基材料热影响区)。第二种焊接工艺：氩弧焊1、锰基与锰基对接a、试板尺寸：12×60×1002件；V型双面坡口，角度60°钝边1mm；b、焊接材料：锰基合金焊丝，直径c、采用手工钨极氩弧焊，焊前预热100℃；d、焊接时首先用焊丝打底焊两道，背面清根，而后用焊丝正反面轮流焊接；e、焊后保温，热处理；f、试验检验结果：(参照JB4708-2000)；焊接接头无损检测：PT合格，RT合格；焊接接头抗拉强度：518MPa。2、锰基与Q345、907、921对接a、试板尺寸：12×60×100各1件；V型双面坡口，角度60°钝边1mm；b、焊接材料：ZR308L，直径c、采用手工钨极氩弧焊，焊前预热100℃；d、焊接时一面焊两道，背面清根，清根后正反面轮流焊接；e、焊后保温，热处理。f、试验检验结果：(参照JB4708-2000)；焊接接头无损检测：PT合格，RT合格；焊接接头抗拉强度：Q345：550MPa，907：531MPa，921：549MPa。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页1 2 3