[發明專利]一種鋁合金MIG焊接的三元混合保護氣體及焊接方法

有效

• 申請號: 201310033048.8
• 申請日: 2013-01-29
• 公開（公告）號: CN103962754A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 路浩;張洪濤;劉英臣;劉勝龍;邢立偉;石中年
• 申請（專利權）人: 南車青島四方機車車輛股份有限公司
• 主分類號: B23K35/38
• 分類號: B23K35/38;B23K9/173
• 代理公司: 北京元中知識產權代理有限責任公司 11223
• 代理人: 王明霞

技術領域

本發明涉及MIG焊接領域，特別是涉及一種鋁合金MIG焊接的三元混合保護氣體及焊接方法。

背景技術

鋁合金具有較高的比強度、斷裂韌度、疲勞強度和耐腐蝕穩定性，因此成為高速列車、航空航天等工業中應用廣泛的有色金屬結構材料。我國研制的各種大型運載火箭廣泛選用鋁合金作為主要結構材料，超音速飛機和汽車結構件以及輕型戰車裝甲等也都采用高強鋁合金作為結構材料。

自從2006年以來，我國在高速鐵路建設方面進行了大量投資，高速鐵路通車里程迅猛增長，已經位居世界前列，為人民出行提供了更多便利。鋁合金焊接是高速列車車體制造的關鍵支撐技術，國際上制造的高速列車車體基本都采用鋁合金結構，當前世界各發達國家對其焊接工藝均競相研發和生產。

當前我國的高速列車也采用了中空鋁合金擠壓型材的焊接結構，但該類型鋁合金型材制造加工及其使用方面的研究亟待加強。目前國產材料的性能不穩定，尤其是焊后鋁合金力學性能下降較大，這是我們目前尋求鋁合金高質量焊接方法的動力之一。

復雜的運營環境、不斷積累的動載荷損傷對大飛機、高鐵、空間站等鋁合金焊接接頭的質量提出了更改的要求。

中厚板及大厚板鋁合金先進焊接方法有摩擦攪拌焊、激光復合焊，但這些工藝方法都較昂貴，生產成本較高。

針對鋁合金所進行的焊接方法和工藝研究，日益引起人們的重視。由于鋁合金的比熱容和導熱系數都很大，焊接變形大，通常采用的都是能量集中的焊接方法，如鎢極氬弧焊(tungsten inert gas，簡稱：TIG焊)、等離子弧焊、激光焊、電子束焊和熔化極惰性氣體保護焊（metal inert-gas welding，簡稱：MIG焊）等，MIG焊焊接鋁合金與TIG焊相比，采用連續送絲，保證了電流密度較大，焊絲熔化速度較快，不需要頻繁停機，從而提高了焊接生產效率，在鋁合金焊接生產中獲得較廣泛應用，尤其是中厚板的焊接大多采用MIG焊。

但是焊接結構的抗斷裂性能、疲勞性能較差，焊接過程不穩定穩定，電弧范圍大，焊接中有熔渣飛濺。

鑒于此提出本發明。

發明內容

本發明目的為克服現有技術的不足，提高焊接結構的抗斷裂性能、疲勞性能，在相同焊接熱輸入下獲得更大的焊接熔深，減小焊接熱輸入，獲得良好的鋁合金焊接接頭的質量，提出了一種鋁合金MIG焊接的三元混合保護氣體及焊接方法。

為了實現該目的，本發明采用如下技術方案：

一種鋁合金MIG焊接的三元混合保護氣體，所述三元混合保護氣體包括氦氣、氬氣和少量的氮氣。

所述氦氣、氬氣和氮氣的成分按體積百分比分配，分別為氦氣：20%～40%，氬氣：59.974%～79.995%，氮氣：0.005%～0.026%。

所述氦氣、氬氣和氮氣的成分按體積百分比分配，分別為氦氣：25%～35%，氬氣：64.974%～74.995%，氮氣：0.005%～0.026%。

所述氦氣、氬氣和氮氣的成分按體積百分比分配，分別為氦氣：20%，氬氣：79.995%，氮氣：0.005%。

所述氦氣、氬氣和氮氣的成分按體積百分比分配，分別為氦氣：30%，氬氣：69.974%，氮氣：0.026%。

所述氦氣、氬氣和氮氣的成分按體積百分比分配，分別為氦氣：25%，氬氣：74.985%，氮氣：0.015%。

一種應用上所述的鋁合金MIG焊接的三元混合保護氣體的焊接方法，焊接過程中，采用可熔化的焊絲作為電極，以連續送進的焊絲與被焊工件之間燃燒的電弧作為熱源來熔化焊絲與母材金屬，焊絲不斷熔化應以熔滴形式過渡到焊池中，與熔化的母材金屬熔合、冷凝后形成焊縫金屬，三元混合保護氣體通過焊槍噴嘴連續輸送到焊接區，使電弧、熔池及其附近的母材金屬免受周圍空氣的有害作用。

所述焊槍由人工、半自動裝置或機器人手臂把持。

所述三元混合保護氣體通過集中供氣方式和/或分散供氣方式供給。

采用本發明所述的技術方案后，帶來以下有益效果：