[發明專利]具有介入性機械擾動特征的壓鑄件焊接方法及焊槍

在審

• 申請號: 201410383380.1
• 申請日: 2014-08-06
• 公開（公告）號: CN104227195A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 游國強;李滋亮;馬小黎;黎圣林;楊永攀
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: B23K9/167
• 分類號: B23K9/167;B23K9/32
• 代理公司: 北京元本知識產權代理事務所 11308
• 代理人: 周維鋒

技術領域

本發明涉及材料加工領域，特別涉及一種具有介入性機械擾動特征的壓鑄件焊接方法及可應用該方法的焊槍。?

背景技術

壓力鑄造是目前成型有色金屬鋅、鋁、鎂、銅等合金鑄件的重要成型工藝方法。壓鑄的工藝特點是鑄件的強度和硬度較高，形狀較為復雜且鑄件壁較薄，而且生產率極高。目前壓鑄件被大量運用于各個行業中，例如鋁壓鑄件產品被大量使用在汽車行業，由于其強度，耐用性，重量輕和可回收性等。鎂合金壓鑄產品廣泛應用于交通運輸，手電動工具，航空航天及3C領域等。但受到壓鑄工藝的影響，壓鑄件內部往往含有較多的氣體，這些氣體成為了壓鑄件在焊接(主要為熔化焊)工藝過程中形成氣孔的主要原因，壓鑄件焊接后在接頭處形成大量的宏觀和微觀氣孔，嚴重影響接頭質量。由此，在工程應用中通常認為壓鑄件是不宜進行熔化焊，這在很大程度上限制了有色合金壓鑄件后續加工工藝的選擇，如不能進行焊補和焊接連接，也在一定程度上影響了其在工程領域中的應用和推廣。因此，解決壓鑄件焊接氣孔問題具有重要的工程意義。?

公布號為CN102794542A和CN101239415A的兩篇專利文件均公開了一種在焊接過程中利用外界振源使焊絲振動以減少焊接氣孔的焊接方法，雖然焊絲振動可以在一定程度上減少焊接氣孔，但存在如下兩個問題：1)在焊接過程中焊絲會熔化，難以深入熔池底部，其振動只能使熔池表面得到一定的振動，使熔池內靠近表面部分的氣孔逸出，而熔池內部尤其是較深部位的氣孔無法從熔池內逸出；2)焊絲需要在保持穩定給進的同時對熔池施加振動，其控制難度較大。?

發明內容

有鑒于此，本發明要解決的技術問題在于提供一種能夠有效的使熔池內部尤其是較深部位氣孔逸出、并且簡單可靠的減少焊接氣孔的壓鑄件焊接方法。?

與此相應，本發明另一個要解決的技術問題是提供一種可以有效減少熔池內部氣孔的焊槍。?

就焊接方法而言，對壓鑄件進行熔化焊焊接，焊接過程中將振動或偏心旋轉中的擾動針插入熔池內部對熔池進行攪拌。相比焊絲振動，本發明中作為擾動介質的擾動針可深入到熔池內部，可對熔池進行更充分的攪拌，能夠有效的將熔池內部尤其是較深部位的氣體充分逸出，焊接質量更好。?

作為本方法的優化，在焊接過程中擾動針隨焊槍同步移動，擾動針對熔池的攪拌效果更好，可以大量減少焊縫中氣孔的含量，獲得良好的焊接接頭。?

就可應用于上述方法的焊槍，包括焊槍本體，焊槍本體上安裝有攪拌驅動裝置，攪拌驅動裝置的輸出端連接有可插入焊接熔池內部的擾動針。?

優選的，所述攪拌驅動裝置為微型振動電機。?

優選的，攪拌驅動裝置為旋轉電機，所述旋轉電機輸出軸偏心旋轉。?

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述。?

圖1為本發明的焊槍結構示意圖；?

圖2為本發明的擾動針的示意圖。?

具體實施方式

一、焊接方法的實施例?

采用實施例1-6與對照例1-2進行對比，對本發明的焊接方法作進一步詳細說明。?

特別說明的是，所有實施例及對照例中的以下參數均一致：塊狀試樣幾何尺?寸為70mm×50mm×6mm，焊機型號為歐地希(OTC)AVP-360，鎢極氬弧焊焊接參數為：焊接電流100A、電壓25V，焊接速率280mm/min，保護氣體為純度為99.99％的氬氣；實施例中選用鎢針作擾動針3，鎢針直徑為1.5mm，插入熔池端被打磨成楔型(如圖2所示)。焊接具體步驟為：焊接時將被焊試樣固定，在引弧板上引弧后啟動焊接小車，使焊槍1以一定的速度移動，完成焊接。?

對照例1：?

對象為壓鑄態塊狀AZ91D鎂合金，焊接時不加入擾動裝置。?

實驗結果：計算得焊縫氣孔率為0.283。?

對照例2：?

對象為壓鑄態塊狀A356鋁合金，焊接時不加入擾動裝置。?

實驗結果：計算得焊縫氣孔率為0.276。?

實施例1：?

對象為壓鑄態塊狀AZ91D鎂合金，鎢極氬弧焊焊接壓鑄鎂合金的同時，鎢針插入至熔池內部并與焊槍1同步移動，振動電機帶動鎢針振動，振動頻率20Hz，對焊接熔池進行振動擾動，鎢針傾斜角為30°，以有利于熔池中氣體的逸出。?

實驗結果：計算得焊縫氣孔率為0.172，與對照例1相比焊縫氣孔率下降39.2％。?

實施例2：?