本发明涉及一种cmt焊接工艺方法，适用于壁厚1.5～5mm的1cr18ni9ti不锈钢与壁厚1.5～5mm的5a06铝合金搭接接头结构的焊接。
背景技术：
现阶段进行1cr18ni9ti不锈钢管与5a06铝合金管的焊接均采用手工氩弧焊，该方法是对钢侧待焊表面进行打磨，然后采用手工氩弧焊的方法使用铝硅焊丝焊接1cr18ni9ti不锈钢管与5a06铝合金管的搭接接头。
5a06铝合金散热较快，为保证铝侧熔合良好，焊接接头处形成有效的熔池，一般采用低焊速、大电流的方式进行5a06铝合金与1cr18ni9ti不锈钢手工氩弧焊焊接。但是，此种方法容易造成焊接热输入过大。热输入增大时，在焊缝表面容易产生热裂纹，同时，在焊缝内部铝-钢交接处的钢侧将形成液态铝的渗透裂纹，由此造成铝-钢连接焊缝的强度大幅降低。同时，手工焊时焊缝接头较多，接头处因起弧、收弧而多次受热，使得晶粒严重长大，所以此处焊缝的塑性等显著下降。
综上，采用手工氩弧焊进行1cr18ni9ti不锈钢管与5a06铝合金管的焊接，其焊缝强度较低，焊接质量波动较大。
技术实现要素：
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种cmt焊接工艺方法，能够提高1cr18ni9ti不锈钢管与5a06铝合金管连接焊缝的连接强度和焊接质量可靠性。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：
(1)在1cr18ni9ti不锈钢零件的待焊接部位加工外螺纹，在5a06铝合金零件的待焊接部位加工内螺纹；
(2)对不锈钢零件进行预处理，确保其表面光洁度≤3.2μm；在不锈钢零件的待焊面预置3～6μm厚度的镍作为中间层；然后对铝零件进行表面处理，确保零件表面洁净；
(3)将不锈钢零件和铝合金零件进行装配，组成搭接接头结构的工件；
(4)装夹工件，工件水平放置，焊炬与工件垂直，焊炬位于铝合金零件端面正上方，焊丝与铝合金零件端面齐平；
(5)对不锈钢零件和铝合金零件进行cmt焊接；
(6)焊后对焊缝进行清理，并对焊缝进行外观检查。
所述步骤(1)中，当铝合金零件的厚度为1.5～2.5mm时，铝合金零件的焊接坡口角度25°～30°，钝边不大于1mm；当铝合金零件的厚度为2.5～5mm时，铝合金零件的焊接坡口角度30°～45°，钝边不大于1mm。
所述步骤(3)中，不锈钢零件和铝合金零件的连接螺纹有效长度不小于10mm，不锈钢零件和铝合金零件的装配间隙不大于0.15mm。
所述步骤(5)中，当不锈钢零件和铝合金零件的厚度均为1.5～2.5mm时，焊接电流采用60～70a，焊接电压采用11～14v，焊接速度为70～80cm/min，送丝速度为3.5～5m/min，焊炬摆幅为0.2mm，摆速为900cm/min；当不锈钢零件和铝合金零件的厚度均为1.5～5mm时，焊接电流采用70～140a，焊接电压采用12～16v，焊接速度为75～90cm/min，送丝速度为4～5.2m/min，焊炬摆幅为0.3mm，摆速为900cm/min。
本发明的有益效果是：
(1)采用cmt焊接方法，在保证焊接质量的同时，最大程度的降低了焊接热输入量，避免热裂纹等焊接缺陷的产生；
(2)在钢侧待焊表面预置中间层，提高了焊缝的成型质量，避免了焊缝内部铝向钢侧渗入的产生；
(3)实现了1cr18ni9ti不锈钢与5a06铝合金间的熔钎焊连接，其接头强度达到91--105mpa；
(4)采用自动化程度较高的cmt焊接工艺，提高了焊接质量的可靠性和稳定性。
附图说明
图1是本发明的一种搭接接头结构形式示意图；
图2是图1搭接接头结构形式的焊接姿态示意图。
图3是本发明的一种搭接接头结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。
本发明采用cmt焊接工艺实现对1cr18ni9ti不锈钢管与5a06铝合金管的熔钎焊连接。所述工艺方法包括下列步骤：
(1)根据1cr18ni9ti不锈钢和5a06铝合金零件的壁厚，加工合适的焊接接头形式和焊接坡口；
(2)对钢管完成预处理后，在钢侧待焊面预置中间层；然后对铝零件进行表面处理，提高零件的表面洁净度；
(3)将铝、钢零件进行装配，组成搭接接头结构；
(4)装夹待焊工件，选择合适的焊接姿态；
(5)根据待焊零件的壁厚及坡口形式，选择合适的焊接参数进行焊接；
(6)焊后对焊缝进行清理，并借助工具对焊缝进行外观检查。
所述步骤(1)中，钢管待焊接部位插入铝管内部，钢管、铝管待焊接部位通过螺纹连接，且螺纹有效长度不小于10mm，如附图1所示。当工件厚度为1.5～2.5mm时，铝件需加工焊接坡口：坡口角度25°～30°，钝边不大于1mm；当工件厚度为2.5～5mm时，铝件需加工焊接坡口：坡口角度30°～45°，钝边不大于1mm。
所述步骤(2)中，钢件预处理后，表面光洁度≤3.2μm；钢件待焊接表面预置中间层：中间层为3μm～6μm厚度的镍。
所述步骤(3)中，铝、钢装配后，两零件装配间隙不大于0.15mm，铝-钢接头螺纹连接长度不小于10mm。
所述步骤(4)中，工件与水平方向夹角为0°，焊炬与工件垂直，焊炬位于铝件端面正上方，焊丝与铝端面齐平。
所述步骤(5)中焊接参数见下表：
表11cr18ni9ti不锈钢与5a06铝合金焊接工艺参数
所述步骤(6)中，焊后用工具对焊缝表面氧化层进行清理，然后对焊缝进行外观检查。
实例1
如图1所示的一种搭接接头结构形式，1cr18ni9ti不锈钢管壁厚为2mm，5a06铝合金管壁厚为2mm。此种接头结构的焊接姿态如图2所示。
(1)钢管待焊接部位加工11mm长外螺纹，铝管待焊接部位加工11mm长内螺纹。铝件需加工焊接坡口：坡口角度30°，钝边不大于1mm；
(2)对不锈钢待焊表面进行抛光，表面光洁度3.2μm；在钢侧待焊表面预置中间层：镍层厚度3μm；对铝表面进行预处理，去除表面氧化层；
(3)装配1cr18ni9ti不锈钢管和5a06铝合金管，保证两零件间隙不大于0.15mm，铝-钢接头的螺纹连接有效长度为11mm；
(4)将工件装夹上变位机，使得工件为水平状态，同时焊炬与工件平面垂直，焊炬位于铝管端面正上方，焊丝与铝管端面齐平；
(5)采用cmt工艺进行焊接，工艺参数为：焊接电流65a，焊接电压12v，焊接速度75cm/min，送丝速度4.1m/min，摆动偏量0.2mm，摆动速度900cm/min。
实例2
如图3所示为一种搭接接头结构形式，1cr18ni9ti不锈钢管壁厚为3mm，5a06铝合金管壁厚为3.5mm。此种接头结构的焊接姿态如图2所示。
(1)钢管待焊接部位加工15mm长外螺纹，铝管待焊接部位加工15mm长内螺纹。铝件需加工焊接坡口：坡口角度45°，钝边不大于1mm；
(2)对不锈钢待焊表面进行抛光，表面光洁度3.2μm；在钢侧待焊表面预置中间层：镍层厚度4μm；对铝表面进行预处理，去除表面氧化层；
(3)装配1cr18ni9ti不锈钢管和5a06铝合金管，保证两零件间隙不大于0.15mm，铝-钢接头的螺纹连接有效长度为15mm；
(4)将工件装夹上变位机，使得工件为水平状态，同时焊炬与工件平面垂直，焊炬位于铝管端面正上方，焊丝与铝管端面齐平；
(5)采用cmt工艺进行焊接，工艺参数为：焊接电流130a，焊接电压13v，焊接速度90cm/min，送丝速度4.6m/min，摆动偏量0.3mm，摆动速度900cm/min。