专利名称：铝压铸件的焊接方法
技术领域：
本发明涉及铝压铸件的焊接方法。更具体地说，本发明通过减少气泡，提高疲劳耐 久性，减少了焊接区域凝固时的开裂现象。
背景技术：
近年来，汽车增量迅速，汽车尾气排放量过大，地球变暖现象明显，严重破坏了环 境。为了降低汽车尾气排放量，对减轻汽车重量的要求越来越高。
特别是，汽车支架在悬架系统的整体重量中占很大的比重，因此，如果选用铝压铸 件，则能大大减轻汽车重量。
铝压铸件对减轻汽车重量有着显著的效果，但是，受到材料内部的氢气影响，采用 金属焊丝惰性气体保护焊时，焊接区域将产生不少的气泡。
在焊接区域产生的气泡，会减少疲劳耐久性，而且，在焊接区域熔池凝固时产生开 裂。因此，减少铝压铸件焊接时产生的气泡，是一项重要的课题。
但是，一般情况下，采用MIG焊接并不能减少在铝压铸件焊接区域产生的气泡，所 以采用该焊接方式的产品存在品质下降、耐久性降低等问题。
S卩，这种焊接方法是采用直径为0. 9至2. 4 mm的焊丝与工件(铝压铸件)之间燃烧 的电弧作热源，由焊炬嘴喷出的气体来保护电弧进行焊接的。电弧达到基极电流时，焊丝熔 化并产生小球，而当电弧达到峰值电流时，小球被切割后产生熔池，并凝固，最后形成焊缝。
图1是MIG焊接脉冲电流的曲线图。从图中可以看出，每一个周期，所有基极电流 (B/C)的安培值和所有峰值电流(P/C)的安培值均相同。以上述方法进行焊接的过程中，如 基极电流(B/C)的安培值和峰值电流(P/C)的安培值无任何变化，则如图2所示的熔池(1) 在整个区域内，其横向高度都会相等，这样，熔池(1)凝固而形成的焊缝，其外观将保持圆滑 状态。
但是，如熔池(1)在整个区域内，其横向高度都相等，则液态熔池(1)转化为固态 焊缝时，在熔池(1)内部存在的大部分气泡(2)通过熔池(1)的表面不能正常排到外部，而 只有极少量的气泡(2)才能排出。因此，在固态焊缝(3)内部只能存在大量的气泡(2)，如 图3所示。
S卩，在基极电流(B/C)时形成的小球在峰值电流(P/C)时被切割，而熔池(1)形成 后，在熔池(1)内部存在的气泡(2 )会有移动。
但是，在焊接过程中，由于基极电流(B/C)和峰值电流(P/C)的安培值未发生变 化，熔池(1)在整个区域内，其横向高度都会相等，所以，在熔池(1)内部存在的大部分气泡 (2)中只有极少量的气泡(2)通过熔池(1)的表面排到外部(图2中箭头A的方向)，而其余 的气泡(2)在熔池(1)内部进行移动并凝固。(图2的箭头B至箭头D方向)因此，即使熔池(1)从液态变为固态，并成为焊缝(3)，在熔池(1)内部移动的气泡(2) 仍残留在焊缝(3)内部，由此，采用通常的MIG焊接方法焊接的铝压铸件焊接区域，受到焊 缝(3)内部残留的气泡(2)的影响，会降低疲劳耐久性，甚至在焊接区域出现开裂。发明内容
为克服现有技术中的上述问题，本发明提供一种铝压铸件的焊接方法，本发明能 最大限度的减少铝压铸件焊接时产生的气泡，从而提高疲劳耐久性，减少焊接区域的开裂 现象，提高产品品质。
本发明采用的技术方案是采用MIG焊接技术焊接铝压铸件，焊接时，连续焊接过 程中焊丝被熔化，形成小球时的基极电流值和熔池形成并切割小球时的峰值电流值形成脉 冲电流波形。
另一方面，焊丝的头部在焊接区域两侧进行反复移动并进行焊接。
与现有技术相比，本发明具有以下优点通过本发明，可以减少铝压铸件焊接时 产生的气泡，从而提高疲劳耐久性，减少焊接区域开裂现象，由此，大大提高了产品品质，而 且，也可适用于形状复杂的压铸件。
图1为现有技术中焊接方法的脉冲电流波形图； 图2为现有技术中焊接方法的熔池状态示意图；图3为现有技术中焊接方法中产生的焊缝的气泡放大图； 图4为本发明第一种解决方案的脉冲电流波形图； 图5为本发明第一种解决方案的熔池状态示意图； 图6为本发明的第一种解决方案中形成的焊缝的气泡放大图； 图7为本发明的第二种解决方案中形成的熔池剖视图； 图8为本发明的第二种解决方案中形成的熔池示意图；图9为同时采用本发明的第一种解决方案和第二种解决方案而形成的焊缝气泡状态 放大图。
图中1、熔池；2、气泡；3、焊缝；11、熔池；12、气泡；13、焊缝；14、焊丝。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征更 易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围作出更为清除明确的界定。
对于采用MIG焊接技术焊接铝压铸件的方法，第一种解决方案是，焊接时，连续焊 接过程中焊丝被熔化，形成小球时的基极电流值和熔池11形成并切割小球时的峰值电流 值，它们形成脉冲电流波形，如图4所示。
在焊接时，基极电流值上升，峰值电流值也跟着上升，而当基极电流值下降时，峰 值电流值也跟着下降，使得基极电流值和峰值电流值保持平行的脉冲电流波形。
在焊接时，基极电流(B/C)值和峰值电流(P/C)值形成平行的脉冲电流波形后，小 球的大小可以发生变化，由此，熔池11可以进行上下振动，最后，在熔池11内部产生的气泡 上搅动能量增加。因此，熔池11内部产生的气泡容易排出。
此外，按照基极电流值与母材(铝压铸件)的厚度成正比，峰值电流值与基极电流 以及母材的厚度成正比的方法进行设置，在此设置基极电流值和峰值电流值的目的是，通过其设置过程调整铝压铸件、焊丝的熔池大小、脉冲电流的大小、频率，确保正常产生电弧。
此外，上述脉冲频率为每秒3 Hz至20 Hz，这表示，焊接时，每秒钟完成的脉冲电流 波形周期达到3至20次。
如果，脉冲频率为每秒3 Hz以下，则熔池11凝固为焊缝的速度比熔池大小变化波 形产生周期快，因此，在熔池11内部存在的气泡12无法排到外部。如果频率超过20 Hz，在 熔池11内部试图向外排出的气泡12受到在焊丝中最新产生的小球的堵塞，而无法向外排 出。为了达到最佳的效果，确保脉冲频率为每秒3 Hz至20 Hz0
采用MIG焊接技术焊接铝压铸件时，使基极电流(B/C )值和峰值电流(P/C )值形成 脉冲电流波形，这样，在整个焊接区域中横向形成高度不一至的熔池11波形，如图4所示。
因此，相比图2所示的熔池，大大增加了各单位面积的表面积。
根据上述内容，如果熔池11的表面积增加，则在熔池11内部产生的大部分气泡12 通过熔池11表面向外排出(图5中E至G箭头方向)。如图6所示，即使熔池11从液态变 为固态，并形成焊缝，在焊缝13内部只残留极少数的气泡12。
与图2所示的现有技术中的焊接方法相比，以如图4所示的方法进行焊接时，可以 减少79%至90%左右的气泡。
因此，通过减少焊缝13内部产生的气泡，可以提高焊接产品的疲劳耐久性，减少 焊接区域的开裂现象。
此外，为了达到气泡排出最佳效果，建议同时使用第一种解决方案和第二种解决方案。
如图7至图8所示，第二种解决方案是，焊丝14的头部在焊接区域的中心线(Cl) 两侧进行反复移动并进行焊接。
焊丝14的头部在焊接区域的中心线(Cl)两侧进行反复移动并进行焊接时，图7中 所示的Xi为熔池11的形成区域。
但是，焊接时，在中心线(Cl)位置将焊丝14头部向左侧(Li方向)移动时，通过焊 丝，在中心线(Cl)右侧产生小球的X2区域，而向右侧(L2方向)移动时，在中心线(Cl)左 侧产生小球的X3区域。由此，随着焊丝14在左右两侧方向的移动，在焊接区域产生的熔池 11以焊接方向的中心线(Cl)为基准，将增加左右两侧的横截面积。
如果横截面积增加，则熔池11的振动空间扩大，由此，残留在熔池11内部的气泡 的活动频率加快。此外，通过熔池11的搅动功能，可以延缓熔池11的凝固起始时间，并降 低凝固温度，由此，残留在熔池11内部的气泡通过熔池11左右斜面排到外部，其效果更加 明显。
因此，如同时使用本发明的第一种解决方案和第二种解决方案进行焊接时，通过 第一种解决方案可以排出70%至90%的气泡，通过第二种解决方案可以排出95%以上的气 泡。
图9是同时使用本发明的第一种解决方案和第二种解决方案进行焊接时气泡状 态的放大图，从图中可以确认残留在焊缝13内部的气泡状态。从图9的状态和图3的状态 比较中可以看出，通过本发明，在焊缝13中几乎找不到气泡。
通过本发明的第二种焊接方法进行焊接时，焊丝在中心线(Cl)左右两侧移动的距 离(Dl)为 1 mm 至 5 mm。5
如果距离(Dl)小于1 mm，则熔池11横截面积大小变化(左右两侧移动量变化)不 明显，排气泡效果也不明显，而如果距离大于5 mm，那么，相比熔池的横截面宽度，左右两侧 的倾斜量太大，因此，在凝固有限时间内，很难排出气泡。为了达到排气泡最佳效果，焊丝14 的移动距离(Dl)保持在1 mm至5 mm。
此外，采用第二种解决方案进行焊接时，焊丝14在左右两侧移动的频率为每秒1 Hz至5 Hz，这表示，焊丝每秒钟完成周期性变化的次数为1至5次。
在此，焊丝14在焊接中心线(Cl)向左(Li方向)移动，然后向右侧(L2方向)移动， 最后回到中心线(Cl)位置，这就是焊丝14的一个移动周期。
如焊丝每秒钟完成周期性变化次数低于1次，则与静态没有什么区别，如超过5 次，在熔池的左右大小变化形成周期之前，受电弧的影响，熔池的左右大小变化显得平滑， 起到负面效果。因此，为了达到排气泡最佳效果，焊丝14在左右方向移动的频率控制在每 秒 1 Hz 至 5 Hz。
综上所述，通过本发明，可以减少铝压铸件焊接时产生的气泡，从而提高疲劳耐久 性，减少焊接区域开裂现象，由此，大大提高产品品质，而且，也可适用于形状复杂的压铸 件。
以上对本发明的特定实施例进行了说明，但本发明的保护内容不仅仅限定于以上 实施例，在本发明的所属技术领域中，只要掌握通常知识，就可以在其技术要旨范围内进行 多种多样的变更。
权利要求
1.一种铝压铸件的焊接方法，其特征在于采用MIG焊接技术焊接铝压铸件焊接时，连 续焊接过程中焊丝被熔化，形成小球时的基极电流值和熔池形成并切割小球时的峰值电流 值形成脉冲电流波形。
2.根据权利要求1所述的铝压铸件的焊接方法，其特征在于焊丝的头部在焊接区域 中心线(Cl)两侧进行反复移动并焊接。
3.根据权利要求2所述的铝压铸件的焊接方法，其特征在于焊接时，基极电流值上 升，所述峰值电流值也随之上升，而当基极电流值下降时，所述峰值电流值也随之下降，使 得所述基极电流值和峰值电流值保持平行的脉冲电流波形。
4.根据权利要求3所述的铝压铸件的焊接方法，其特征在于所述脉冲频率为每秒3 Hz 至 20 Hz。
5.根据权利要求2所述的铝压铸件的焊接方法，其特征在于所述焊丝在中心线(Cl) 两侧移动的距离(Dl)为1 mm至5 mm。
6.根据权利要求2所述的铝压铸件的焊接方法，其特征在于所述焊丝在两侧移动的 频率为每秒1 Hz至5 Hz0
全文摘要
本发明涉及铝压铸件的焊接方法。采用MIG焊接技术焊接铝压铸件时，本发明可以减少铝压铸件焊接时产生的气泡，从而提高疲劳耐久性，减少焊接区域开裂现象，由此，大大提高产品品质。为了达到上述目的，本发明的第一方面是焊接时，连续焊接过程中焊丝被熔化，形成小球时的基极电流值和熔池形成并切割小球时的峰值电流值，它们形成脉冲电流波形；本发明的第二方面是焊丝的头部在焊接区域中心线(C1)左右两侧进行反复移动并进行焊接。
文档编号B23K9/23GK102039475SQ201010583190
公开日2011年5月4日 申请日期2010年12月10日 优先权日2010年12月10日
发明者尹承钟, 张尚吉, 朴翔培, 朴顺铉, 白承钟, 金在润, 金尚明, 金秉株 申请人:东熙产业股份(有限)公司, 东熙汽车配件(张家港)有限公司