装甲钢板单道单层脉冲焊接方法与流程

本发明涉及焊接领域，具体涉及一种装甲钢板单道单层脉冲焊接方法。

背景技术：

在装甲钢板的生产中，由于板材形状、尺寸、角度不同，以及装配要求等因素的限制，使焊接成为最常用的连接方式。但装甲钢板的焊接性能较差，其因受冷裂纹、焊接脆化、软化等缺陷制约而难以被广泛应用。传统焊接工艺在焊接装甲钢板时具有如下缺点：工序多、生产周期长，工人劳动强度大；一次焊接合格率低，返工量大，使产品的质量稳定性差；而且焊接变形较大，影响产品的最终质量。因此，本领域需要一个操作简单、高质量的焊接方法完成装甲钢板的焊接。

技术实现要素：

为克服现有技术中装甲钢板焊接工艺的不足，本发明提供一种操作简单、变形小、焊缝成型好、力学性能好的装甲钢板单道单层脉冲焊接方法。具体方案如下：

所述装甲钢板单道单层脉冲焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、焊前准备

焊材清理、整理焊接设备、设置焊接参数；焊接电源供电或复位后，进行系统初始化，判断丝路、气路和水路是否正常；

S2、引弧

焊枪开关按下后，接通保护气体；在接触引弧的过程中，判断焊接电流的有无；当电流达到一定值时，给定引弧电流波形；

S3、焊接

引燃电弧后，进入正常焊接控制程序，周期性地发送正常脉冲电流波形，控制并显示焊接电流和焊接电压；若出现短路或断路情况，则进入各自的处理程序，重新引弧，恢复到正常焊接状态；

S4、收弧

当焊枪开关松开时，停止送丝，经过一定时间的回烧后，发送收弧脉冲，使焊丝端部形状便于下次引弧。

根据本发明的一个优选实施例，峰值电流(Ip)的期间(Tp)和基值电流(Ib)的期间(Tb)相加为一个重复焊接的脉冲周期(Tpb)，脉冲周期的波形即为S3中的正常脉冲电流波形及与脉冲电流对应的正常脉冲电压波形。

根据本发明的一个优选实施例，S3中的焊接电流为200A～240A，S3中的焊接电压为21V～25V。

根据本发明的一个优选实施例，焊接速度为24cm/min～30cm/min,焊丝干伸长为12mm～15mm。

根据本发明的一个优选实施例，保护气体流量为20L/min～25L/min。

本发明提供的技术方案具有如下有益效果：

1、装配过程：不需改变零件焊接坡口形式和角度，不需改变焊接材料，节约了成本。

2、焊接过程：通过电流脉冲作用，可以精确控制热输入，平均线能量，从而减小变形。同时脉冲作用可以充分搅拌熔池，使焊接过程更稳定，焊缝成型更好。

3、焊接质量：采用本焊接方法的对接焊缝X射线探伤达到GB/T19418的Ⅰ级，接头力学性能满足要求。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步的说明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1为本发明提供的装甲钢板单道单层脉冲焊接方法的工艺流程图；

图2为焊缝成型图一；

图3为焊缝成型图二；

图4为焊缝的微观组织图；

图5为焊缝的热影响区形态图。

具体实施方式

下面结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

请参阅图1～图5，本发明提供一种装甲钢板单道单层脉冲焊接方法，本方法简单实用，能提高装甲钢板的焊接质量。本发明的单道单层脉冲焊接方法可作为一个新型方法在装甲板材上得到应用和推广。

本发明中通过脉冲焊接，将峰值电流(Ip)的期间(Tp)和基值电流(Ib)的期间(Tb)作为1个脉冲周期(Tpb)来重复焊接，峰值期间Tp中通过振幅(Ws)及振动周期(Ts)使峰值电流(Ip)进行振动从而在焊丝的前端形成期望尺寸的熔滴，基值期间(Tb)中通过短路过渡使该形成的熔滴向熔融池平滑地过渡，从而得到理想稳定的熔池过渡区间。

单位时间内单层单道脉冲焊接的熔敷金属重量高于普通MAG焊，即单层单道脉冲焊接熔敷效率大于普通MAG焊。焊接过程中，电弧能量一方面用于熔化母材和焊材；另一方面通过热传导传递到母材。在电弧能量不变的情况下，当材料熔敷效率提高时，传递到母材的能量相应减少，因此单层单道脉冲焊接热输入对母材热影响区的作用是减弱的。

请参阅图2、图3与图5，在装甲钢板焊接时，通过单层单道脉冲焊接方法，能够保证一次性熔透并实现单面焊双面成型的效果，不仅可以有效地减少焊接飞溅，而且能够控制焊接热输入，使焊接热影响区间变小，抗冲击性能明显提高。

为实现上述发明目的，采用焊接电流为200A～240A，焊接电压为21V～25V，焊接速度为24cm/min～30cm/min,焊丝干伸长为12mm～15mm，气体保护流量为20L/min～25L/min。

本发明提供的装甲钢板单道单层脉冲焊接方法，包括以下几个阶段：

(1)、焊前准备

主要进行焊材清理、焊接设备整理、焊接参数设置等。焊接电源供电或复位后，进行系统初始化，判断丝路、气路和水路是否正常。

(2)、引弧

焊枪开关按下后，接通保护气体。在接触引弧过程中，判断焊接电流的有无。当电流达到一定值时，给定引弧电流波形。

(3)、焊接

引燃电弧后，进入正常焊接控制程序，发送正常脉冲电流波形，控制并显示焊接电流和焊接电压。若出现短路或断路情况，则进入各自的处理程序，重新引弧，恢复到正常焊接状态。

(4)、收弧

当焊枪开关松开，停止送丝，经过一定时间的回烧后，发送收弧脉冲，使焊丝端部形状便于下次引弧。

装甲钢板焊接采用单层单道脉冲焊接时，有规律地作周期性变化的脉冲电流、脉冲电压，使作用在熔池上呈脉冲状态。在单道单层脉冲焊接熔池在这种脉冲载荷作用下，熔池可形成规律的振荡，液态金属得到充分搅拌，混合更加均匀。振荡状态的液体金属被排挤到容易出现咬边的焊趾部位，从而有效避免由于焊速提高而造成的咬边、流淌和焊瘤等缺陷，改善了焊缝成形。

请参阅图4和图5，采用脉冲电流进行焊接时，由于其加热方式不同于普通电弧焊，周期性的脉冲电流可以对熔池金属产生震荡作用，细化晶粒，改善焊缝性能。焊接电流周期性的变化，使作用在熔池的电磁力也作周期性变化，形成有规律的震荡，增强了熔池的搅拌，使熔池边缘的液态金属温度升高，熔池中的温度场变得相对均衡，从而减小其表面张力系数，有利于液态金属和母材充分润湿、铺展。同时，在周期性变化的电弧力、熔滴冲击力和表面张力合力作用下的熔池振荡将对熔池金属的结晶产生作用，在各种力的震荡作用下，有利于焊缝晶粒细化，同时提高质量。

将焊接电流由直流变为脉冲，可有效地消除由于热输入增大而造成的焊缝质量下降问题。单道单层脉冲焊与普通焊接相比，脉冲弧焊缝具有明显细小的焊缝，况且其中的先析铁素体组织也会明显细小，同时发现适当增大脉冲电流，会获得更细小的晶粒。

本发明采用在不改变零件的性能情况下，采用单层单道脉冲焊接方法进行装甲钢板的焊接，不仅提高了焊缝的外观质量，对焊接变形控制方面也有明显提高。

脉冲技术的应用可以很好地改善焊接温度场和电弧力的分布，大幅提高焊接速度，明显改善焊缝成形，有效地提高电弧的热效率，在熔敷速度相同时可有效控制热输入。

本发明采用单道单层脉冲焊接方法进行装甲钢板的焊接，可以在满足焊接质量要求的前提下提高焊接效率。

本发明方法新颖、简易，能实现装甲钢板的焊接。装甲钢板采用单层单道脉冲焊接方法，生产效率高，焊接出的产品成本低，互换性好。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。