微合金化改善异质金属Mg‑Fe点焊质量工艺的制作方法

文档序号:11220758阅读:481来源:国知局

本发明涉及一种点焊方法,具体的,是一种提高mg-fe之间点焊质量的工艺。



背景技术:

对于一些脆性较大的金属,在点焊时难以形成固溶体,因而焊接质量不佳。研究人员在早先的研究中发现,对于同质金属mg之间的点焊,通过使用fe-al-zn三种金属粉末,能在金属mg的焊接接头处形成微合金化区域,从而收获熔核规则对称,熔核尺寸变大的优良效果;焊接接头的抗剪切力和耐腐蚀性也显著增加,点焊质量提高。

同时,研究人员也发现,在对异质金属之间进行点焊时,再使用fe、al、zn三种金属粉末,或者其中任一种,或者其中任两种,均不能获得与同质金属mg相同的效果。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明提供一种微合金化改善异质金属mg-fe点焊质量工艺。

技术方案如下:

一种微合金化改善异质金属mg-fe点焊质量工艺,其关键在于按以下步骤进行:

步骤一、调制合金浆团

按照1~5:5~9的质量比称取mn粉和al粉,将mn粉和al粉按比例混合均匀,加入挥发性溶剂,调制成所述合金浆团;

步骤二、待焊材料前处理

搅动合金浆团,待其粘度为0.65~0.7pa·s时,将合金浆团刮涂在待焊接的mg材和fe材的搭接接头处,在mg材和fe材的接头之间形成合金浆团层;

步骤三、点焊

对mg材和fe材的搭接接头进行点焊。

优选的,所述步骤一中,所述挥发性溶剂为丙酮。

优选的,所述步骤一中,mn粉和al粉的质量比为3:7。

优选的,所述步骤二中,所述mg材和fe材之间刮涂的合金浆团层的总厚度为30~80μm。

优选的,所述步骤二中,在搭接接头处的mg材和fe材的表面分别刮涂合金浆团,mg材表面合金浆团层的厚度为fe材表面合金浆团层的厚度的2倍,mg材表面合金浆团层厚度与fe材表面合金浆团层厚度之和为30~80μm。

优选的,所述mg材表面合金浆团层厚度与fe材表面合金浆团层厚度之和为48~52μm。

具体实施方式

一种微合金化改善异质金属mg-fe点焊质量工艺,按以下步骤进行:

步骤一、调制合金浆团

按照1~5:5~9的质量比称取mn粉和al粉,将mn粉和al粉按比例混合均匀,加入挥发性溶剂,调制成所述合金浆团;所述挥发性溶剂为丙酮;

步骤二、待焊材料前处理

搅动合金浆团,待其粘度为0.65~0.7pa·s时,将合金浆团刮涂在待焊接的mg材和fe材的搭接接头处,在mg材和fe材的接头之间形成合金浆团层;

所述步骤二中,在搭接接头处的mg材和fe材的表面分别刮涂合金浆团,mg材表面合金浆团层的厚度为fe材表面合金浆团层的厚度的2倍,mg材表面合金浆团层厚度与fe材表面合金浆团层厚度之和为30~80μm。

步骤三、点焊

对mg材和fe材的搭接接头进行点焊。

二、下面结合试验例对本发明做进一步说明。

按表1配制合金浆团

表1、合金浆团中mn、al质量(单位:g)

取第一、二、三、四、五组的合金浆团,分别刮涂在mg板表面,刮涂面积为20mm*20mm,刮涂的合金浆团层厚度分别为30~35μm、48~52μm、60~65μm、75~80μm和48~52μm,再将fe板贴合在mg板上,对刮涂处的搭接接头进行点焊,分别为试验组a、b、c、d、e;

取第一、二、三、四、五组的合金浆团,分别刮涂在fe板表面,刮涂面积为20mm*20mm,刮涂的合金浆团层厚度分别为75~80μm、60~65μm、48~52μm、30~35μm和48~52μm,再将mg板贴合在fe板上,对刮涂处的搭接接头进行点焊,分别为试验组a、b、c、d、e;

取第五组的合金浆团,在mg板上刮涂30~35μm的合金浆团层,刮涂面积为20mm*20mm,在fe板上刮涂15~17μm的合金浆团层,刮涂面积为20mm*20mm,将mg板和fe板上的合金浆团层对准贴合,再进行点焊,是为试验组g。

并设置以下空白组:将丙酮分别涂在mg板和fe板的搭接面上,再进行点焊。

试验组a、b、c、d、e、a、b、c、d、e、g的焊接条件保持一致;均采用yr-a05c单相交流焊机,焊接电流20000a,焊接时间20cyc,预压时间45cyc,维持时间30cyc,电极为球面半径15mm、电极头端面直径φ15mm的标准fe-cr电极,电极压力0.1mpa。

焊接完成后,观察试验组a、b、c、d、e、a、b、c、d、e、g和空白组的熔核。结果为:

空白组的熔核尺寸较小,且在mg板和fe板之间分布严重不均;

试验组a、b、c、d、e、a、b、c、d、e的熔核尺寸相较于空白组有不同程度的增大,但在mg板和fe板之间分布也较为不均;

试验组g的熔核尺寸相较于试验组a、b、c、d、e、a、b、c、d、e的熔核尺寸进一步增大,且在mg板和fe板之间分布均匀,以mg板和fe板的焊接贴合面来看,熔核几乎成对称状态。

因而,试验组g的mg板和fe板的焊接质量最高。

焊接完成后,测定焊接在一起的mg板和fe板的最大剪切力f0,最大剪切力f0以mg板和fe板从点焊部拉断脱离时的拉力计,结果见表2:

表2、不同组的最大剪切力f0(单位:kn)

由表2可以看出,相较于空白组,试验组a、b、c、d、e、a、b、c、d、e的mg板和fe板的最大剪切力f0均有不同程度的提高,试验组g的mg板和fe板的最大剪切力f0远远高于空白组,且较试验组a、b、c、d、e、a、b、c、d、e也有很大的提高,说明试验组g的mg板和fe板的焊接质量最高。

由以上试验例可知,采用本发明的有益效果是:增大点焊后异质金属mg和fe之间的熔核尺寸,使熔核在mg-fe之间分布均匀对称,显著提高点焊后异质金属mg-fe之间的抗剪切性能,从而提高异质金属mg-fe之间点焊质量。

最后需要说明的是,上述描述仅仅为本发明的优选实施例,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下,可以做出多种类似的表示,这样的变换均落入本发明的保护范围之内。



技术特征:

技术总结
本发明公开了一种微合金化改善异质金属Mg‑Fe点焊质量工艺,步骤一、以Mn粉、Al粉和挥发性溶剂为原料调制合金浆团;步骤二、在合金浆团具有合适的粘度时,将其刮涂在待焊接的Mg材和Fe材的搭接接头处,以对待焊材料进行前处理;步骤三、对Mg材和Fe材的搭接接头进行点焊。采用本发明的微合金化改善异质金属Mg‑Fe点焊质量工艺的显著效果是,增大点焊后异质金属Mg和Fe之间的熔核尺寸,使熔核在Mg‑Fe之间分布均匀对称,显著提高点焊后异质金属Mg‑Fe之间的抗剪切性能,从而提高异质金属Mg‑Fe之间点焊质量。

技术研发人员:王刚;姚宗湘;尹立孟;张丽萍;唐丽
受保护的技术使用者:重庆科技学院
技术研发日:2017.05.31
技术公布日:2017.09.08
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