本发明属于铝合金薄板焊接技术领域,涉及一种焊接工艺,具体涉及一种适用于铝合金的对接焊接工艺。
背景技术:
随着车身轻量化的发展,铝合金薄板焊接就显得越来越重要,使用传统的mig焊来焊接铝合金薄板,往往会存在许多问题。由于不稳定的焊接过程,mig焊往往会产生很大的飞溅,由于较大的热输入,在焊接铝合金薄板时,焊材经常易产生较大的热变形;同时较大的热输入也会造成热裂纹的产生,从而影像接头的连接强度。
cmt(冷金属过度焊接)是奥地利fronius公司发明的一种具有特殊熔滴过渡方式的焊接方法,通过焊丝的不断回抽减小了焊接时的热量,尤其适用于薄板焊接,使用此方法可以有效避免飞溅,同时获得稳定的焊接过程。在实际生产中,零部件的工装精度往往不是很高,在对接接头中经常会有一定间隙的存在,如果所选工艺不合适,会造成焊缝不连续,以及存在过多缺陷等成形问题;不合适的焊接工艺不仅会产生较多外观缺陷,对接头的连接强度也会有极大影响。
技术实现要素:
为了克服上述现有技术在焊接过程中出现的缺陷,本发明的目的在于提供一种适用于铝合金的对接焊接工艺,有效地确保一定间隙范围内接头的焊缝成形和连接强度,降低对工装精度的要求。
本发明的上述目的通过以下技术方案实现:
一种适用于铝合金的对接焊接工艺,具体地,包含以下步骤:
s1、铝合金预处理;
先对铝合金的切口面进行打磨处理,保证所述切口面平整、无毛刺;再对上述铝合金表面进行打磨处理,去除氧化膜;打磨完后用酒精对上述铝合金表面进行擦拭,保证表面清洁;
s2、铝合金装配与固定;
通过夹具将步骤s1中预处理后的铝合金固定好,组成对接接头结构,并确定上述对接接头结构的预置间隙为0.5~2mm;
s3、cmt对接焊接;
将焊枪角度调整为与步骤s2中固定好的对接接头结构成90°夹角,调整焊丝末端距离上述结构表面12~15mm,焊丝指向所述间隙区域中心,保护气选择纯度为99.99%的氩气,然后进行cmt焊接;其中,所述cmt焊接的工艺参数为:送丝速度为4~5m/min;弧长修正为0~15%;ep/en-balance为-5~5%;氩气气流量为15~21l/min;起弧电流为100~120%;收弧电流为45~50%;干伸长为10~15mm;
s4、工件后处理;
对步骤s3中焊接后的焊缝表面进行清理,并对焊缝进行检验。
进一步地,步骤s2中,所述预置间隙为0.5~1.5mm。
更进一步地,步骤s2中,所述预置间隙为1mm。
进一步地,步骤s3中,所述cmt焊接的工艺参数为:送丝速度为4.2~4.8m/min;弧长修正为5~10%;ep/en-balance为-2~2%;氩气气流量为17~19l/min;起弧电流为105~115%;收弧电流为46.5~50%;干伸长为10~15mm。
更进一步地,所述cmt焊接的工艺参数为:送丝速度为4.5m/min;弧长修正为7.5%;ep/en-balance为0;氩气气流量为18l/min;起弧电流为110%;收弧电流为47.5%;干伸长为12.5mm。
进一步地,步骤s4中,所述焊缝检验的指标包括焊缝外观和接头强度。
相较于现有技术,本发明的有益效果在于:
1.本发明采用cmt焊接工艺,在保证焊接质量的同时,最大程度的降低焊接热输入,避免板材产生较大变形等问题。
2.本发明适用于0.5~2mm间隙范围内的铝合金薄板对接焊接,减小间隙敏感度,降低对工装精度的要求,焊缝成形美观,接头的连接强度较高。
3.本发明的cmt焊接工艺自动化程度较高,有效地确保焊接的稳定性与可靠性,提高产品的成品率,且可重复性极高。
4.现有技术中,在汽车零部件的焊接过程中由于工装精度有限,焊接时往往存在一定间隙,造成焊缝不连续等缺陷;本发明避免薄板焊接过程中由于间隙带来的焊接缺陷,降低零部件的工装精度,节约成本,大大提高成品率。
附图说明
图1为0.8mm间隙的铝合金焊接接头截面图;
图2为1.4mm间隙的铝合金焊接接头截面图。
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。
实施例1
一种适用于铝合金的对接焊接工艺,包含以下步骤:
第一步、铝合金预处理
选择母材为6061铝合金,其厚度为2mm;焊丝为alsi5,直径为1.2mm;先对上述铝合金的切口面进行打磨处理,保证切口面平整、无毛刺;再先用粗砂纸后用细砂纸分别对上述铝合金表面进行打磨处理,去除氧化膜;打磨完后用酒精擦拭干净。
第二步、铝合金装配与固定
通过夹具将上述预处理后的铝合金固定好,组成对接接头结构,间隙通过塞尺控制,预置间隙选择0.8mm。
第三步、cmt对接焊接
将焊枪角度调整为与上述对接接头结构成90°夹角,调整焊丝末端距离上述结构表面12~15mm,焊丝指向所述间隙区域中心,保护气选择纯度为99.99%的氩气,然后选择cmtadvance模式进行焊接,其中,送丝速度为4.5m/min,弧长修正为15%,气流量为21l/min,干伸长为12mm。
第四步、工件后处理
对上述焊接后的焊缝表面进行清理,并对焊缝进行检验,观察焊缝外观形貌并测试接头强度。
如附图1所示,通过光学显微镜对焊后截面进行观察,测量接头的熔深,熔宽等焊缝参数;同时将接头制成拉伸试样,通过万能拉伸机测试接头的拉伸强度。结果表明,经过该工艺的焊接,焊接接头成形良好,无夹渣、咬边等明显缺陷;母材的拉伸强度为200mpa,接头的拉伸强度在180~190mpa之间,接头强度高,力学性能较好。
实施例2
一种适用于铝合金的对接焊接工艺,包含以下步骤:
第一步、铝合金预处理
选择母材为6061铝合金,其厚度为2mm;焊丝为alsi5,直径为1.2mm;先对上述铝合金的切口面进行打磨处理,保证切口面平整、无毛刺;再先用粗砂纸后用细砂纸分别对上述铝合金表面进行打磨处理,去除氧化膜;打磨完后用酒精擦拭干净。
第二步、铝合金装配与固定
通过夹具将上述预处理后的铝合金固定好,组成对接接头结构,间隙通过塞尺控制,预置间隙选择1.4mm。
第三步、cmt对接焊接
将焊枪角度调整为与上述对接接头结构成90°夹角,调整焊丝末端距离上述结构表面12~15mm,焊丝指向所述间隙区域中心,保护气选择纯度为99.99%的氩气,然后选择cmtadvance模式进行焊接,其中,送丝速度为4.7m/min,弧长修正为15%,气流量为21l/min,干伸长为12mm。由于预置间隙增大,需要更大的熔敷量以填充间隙,因此选择的送丝速度较大。
第四步、工件后处理
对上述焊接后的焊缝表面进行清理,并对焊缝进行检验,观察焊缝外观形貌并测试接头强度。
如附图2所示,通过光学显微镜对焊后截面进行观察,测量接头的熔深,熔宽等焊缝参数;同时将接头制成拉伸试样,通过万能拉伸机测试接头的拉伸强度。结果表明,经过该工艺的焊接,焊接接头成形良好,无夹渣、咬边等明显缺陷,母材的拉伸强度为200mpa,接头的拉伸强度在185~195mpa之间,接头具有较高强度,力学性能较好。
实施例3
一种适用于铝合金的对接焊接工艺,包含以下步骤:
第一步、铝合金预处理
选择母材为6061铝合金,其厚度为2mm;焊丝为alsi5,直径为1.2mm;先对上述铝合金的切口面进行打磨处理,保证切口面平整、无毛刺;再先用粗砂纸后用细砂纸分别对上述铝合金表面进行打磨处理,去除氧化膜;打磨完后用酒精擦拭干净。
第二步、铝合金装配与固定
通过夹具将上述预处理后的铝合金固定好,组成对接接头结构,间隙通过塞尺控制,预置间隙选择0.5mm。
第三步、cmt对接焊接
将焊枪角度调整为与上述对接接头结构成90°夹角,调整焊丝末端距离上述结构表面12~15mm,焊丝指向所述间隙区域中心,保护气选择纯度为99.99%的氩气,然后选择cmtadvance模式进行焊接,其中,送丝速度为4m/min,弧长修正为15%,气流量为15l/min,干伸长为10mm。
第四步、工件后处理
对上述焊接后的焊缝表面进行清理,并对焊缝进行检验,观察焊缝外观形貌并测试接头强度。通过光学显微镜对焊后截面进行观察,测量接头的熔深,熔宽等焊缝参数;同时将接头制成拉伸试样,通过万能拉伸机测试接头的拉伸强度。结果表明,经过该工艺的焊接,焊接接头成形良好,无夹渣、咬边等明显缺陷,母材的拉伸强度为200mpa,接头的拉伸强度在190~200mpa之间,接头具有较高强度,力学性能较好。
实施例4
一种适用于铝合金的对接焊接工艺,包含以下步骤:
第一步、铝合金预处理
选择母材为6061铝合金,其厚度为2mm;焊丝为alsi5,直径为1.2mm;先对上述铝合金的切口面进行打磨处理,保证切口面平整、无毛刺;再先用粗砂纸后用细砂纸分别对上述铝合金表面进行打磨处理,去除氧化膜;打磨完后用酒精擦拭干净。
第二步、铝合金装配与固定
通过夹具将上述预处理后的铝合金固定好,组成对接接头结构,间隙通过塞尺控制,预置间隙选择0.5mm。
第三步、cmt对接焊接
将焊枪角度调整为与上述对接接头结构成90°夹角,调整焊丝末端距离上述结构表面12~15mm,焊丝指向所述间隙区域中心,保护气选择纯度为99.99%的氩气,然后选择cmtadvance模式进行焊接,其中,送丝速度为4.2m/min,弧长修正为10%,气流量为17l/min,干伸长为11mm。
第四步、工件后处理
对上述焊接后的焊缝表面进行清理,并对焊缝进行检验,观察焊缝外观形貌并测试接头强度。通过光学显微镜对焊后截面进行观察,测量接头的熔深,熔宽等焊缝参数;同时将接头制成拉伸试样,通过万能拉伸机测试接头的拉伸强度。结果表明,经过该工艺的焊接,焊接接头成形良好,无夹渣、咬边等明显缺陷,其中,母材的拉伸强度为200mpa,接头的拉伸强度在190~200mpa之间,接头具有较高强度,力学性能较好。
实施例5
一种适用于铝合金的对接焊接工艺,包含以下步骤:
第一步、铝合金预处理
选择母材为6061铝合金,其厚度为2mm;焊丝为alsi5,直径为1.2mm;先对上述铝合金的切口面进行打磨处理,保证切口面平整、无毛刺;再先用粗砂纸后用细砂纸分别对上述铝合金表面进行打磨处理,去除氧化膜;打磨完后用酒精擦拭干净。
第二步、铝合金装配与固定
通过夹具将上述预处理后的铝合金固定好,组成对接接头结构,间隙通过塞尺控制,预置间隙选择1.5mm。
第三步、cmt对接焊接
将焊枪角度调整为与上述对接接头结构成90°夹角,调整焊丝末端距离上述结构表面12~15mm,焊丝指向所述间隙区域中心,保护气选择纯度为99.99%的氩气,然后选择cmtadvance模式进行焊接,其中,送丝速度为4.8m/min,弧长修正为7.5%,气流量为18l/min,干伸长为12.5mm。由于预置间隙增大,需要更大的熔敷量以填充间隙,因此选择的送丝速度较大。
第四步、工件后处理
对上述焊接后的焊缝表面进行清理,并对焊缝进行检验,观察焊缝外观形貌并测试接头强度。通过光学显微镜对焊后截面进行观察,测量接头的熔深,熔宽等焊缝参数;同时将接头制成拉伸试样,通过万能拉伸机测试接头的拉伸强度。结果表明,经过该工艺的焊接,焊接接头成形良好,无夹渣、咬边等明显缺陷,其中,母材的拉伸强度为200mpa,接头的拉伸强度在180~190mpa之间,接头具有较高强度,力学性能较好。
实施例6
一种适用于铝合金的对接焊接工艺,包含以下步骤:
第一步、铝合金预处理
选择母材为6061铝合金,其厚度为2mm;焊丝为alsi5,直径为1.2mm;先对上述铝合金的切口面进行打磨处理,保证切口面平整、无毛刺;再先用粗砂纸后用细砂纸分别对上述铝合金表面进行打磨处理,去除氧化膜;打磨完后用酒精擦拭干净。
第二步、铝合金装配与固定
通过夹具将上述预处理后的铝合金固定好,组成对接接头结构,间隙通过塞尺控制,预置间隙选择1.0mm。
第三步、cmt对接焊接
将焊枪角度调整为与上述对接接头结构成90°夹角,调整焊丝末端距离上述结构表面12~15mm,焊丝指向所述间隙区域中心,保护气选择纯度为99.99%的氩气,然后选择cmtadvance模式进行焊接,其中,送丝速度为4.5m/min,弧长修正为5%,气流量为19l/min,干伸长为15mm。由于预置间隙增大,需要更大的熔敷量以填充间隙,因此选择的送丝速度较大。
第四步、工件后处理
对上述焊接后的焊缝表面进行清理,并对焊缝进行检验,观察焊缝外观形貌并测试接头强度。通过光学显微镜对焊后截面进行观察,测量接头的熔深,熔宽等焊缝参数;同时将接头制成拉伸试样,通过万能拉伸机测试接头的拉伸强度。结果表明,经过该工艺的焊接,焊接接头成形良好,无夹渣、咬边等明显缺陷,力学性能也符合强度要求。
对比例
具体操作步骤按照同实施例1,区别在于步骤三中cmt焊接的工艺参数为:送丝速度为6m/min;弧长修正为20%;ep/en-balance为10%;氩气气流量为22l/min;干伸长为18mm。对由上述工艺焊接后的焊缝表面进行清理,并对焊缝进行检验,观察焊缝外观形貌并测试接头强度。通过光学显微镜对焊后截面进行观察,测量接头的熔深,熔宽等焊缝参数;同时将接头制成拉伸试样,通过万能拉伸机测试接头的拉伸强度。结果表明,上述工艺焊接时的焊接接头存在夹渣、咬边明显缺陷,母材的拉伸强度为150mpa,接头的拉伸强度在120~150mpa之间。
将实施例1~6与上述对比例对比可知,采用本发明的cmt对接焊接工艺,且控制工艺参数为:送丝速度为4~5m/min;弧长修正为0~15%;ep/en-balance为-5~5%;氩气气流量为15~21l/min;起弧电流为100~120%;收弧电流为45~50%;干伸长为10~15mm,在保证焊接质量的同时,最大程度的降低焊接热输入,避免板材产生较大变形等问题;同时适用于0.5~2mm间隙范围内的铝合金薄板对接焊接,减小间隙敏感度,降低对工装精度的要求,焊缝成形美观,接头的连接强度较高。
以上所述为本发明的较佳实施例而已,但本发明不应该局限于该实施例所公开的内容。所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改,都落入本发明保护的范围。