[發明專利]一種減少鋁合金CMT焊接頭氣孔的方法

在審

• 申請號: 201710439462.7
• 申請日: 2017-06-12
• 公開（公告）號: CN109014551A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 胡繩蓀;田銀寶;申俊琦;李俊杰;王萬東
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B23K20/10
• 分類號: B23K20/10
• 代理公司: 天津創智天誠知識產權代理事務所(普通合伙) 12214
• 代理人: 王秀奎

本發明公開一種減少鋁合金CMT焊接頭氣孔的方法，對焊接接頭進行超聲沖擊處理，超聲沖擊過程中沖擊針始終沿著焊縫法線方向，確保焊縫表面和焊趾都被完全沖擊，由于超聲沖擊處理后，接頭表面發生塑性變形，在接頭內部臨近焊縫表面1mm內的氣孔遭到擠壓，致使氣孔體積變小或者氣孔被消除，有效的改善鋁合金CMT焊接接頭的氣孔數量和氣孔體積，從而提高接頭的致密度和硬度。

技術領域

本發明屬于焊接技術領域，更加具體地說，使用超聲沖擊的方法，改善鋁合金CMT焊接頭的氣孔數量和氣孔體積，從而提高接頭的密實度。

背景技術

鋁合金具有許多優良特性，如質量輕、密度小以及良好的彈性塑性，比強度高、耐磨損、耐腐蝕、導電導熱性良好和加工性能優良等，被廣泛的應用于航空航天、交通運輸和國防建設等制造業中。通過冷金屬過渡技術CMT(cold metal transfer)焊接鋁合金過程中，鋁合金焊接時具有較強的氣孔傾向，氣孔危害較大且很難消除的一種缺陷。一般氣孔類缺陷，尺寸由小的幾百微米到大的幾毫米不等，焊縫中氣孔缺陷的存在，不僅減少工件的有效承載面積，同時也易引起應力集中，導致焊接接頭的承受動載能力和抗疲勞性能下降。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種減少鋁合金CMT焊接頭氣孔的方法，有效的改善鋁合金CMT焊接接頭的氣孔數量和氣孔體積，從而提高接頭的致密度。

本發明的技術目的通過下述技術方案予以實現：

一種減少鋁合金CMT焊接接頭氣孔的方法，對鋁合金CMT焊接接頭進行超聲沖擊處理，超聲沖擊過程中超聲沖擊針始終沿著焊縫法線方向，確保焊縫表面和焊趾都被完全沖擊，由于超聲沖擊處理后，接頭表面發生塑性變形，在接頭內部臨近焊縫表面1mm內的氣孔遭到擠壓，致使氣孔體積變小或者氣孔被消除，有效的改善鋁合金CMT焊接接頭的氣孔數量和氣孔體積，從而提高接頭的致密度和硬度。

利用天津天東恒科技發展有限公司生產的超聲沖擊機對鋁合金接頭進行超聲沖擊，打開超聲沖擊機開關，將頻率調為18—20kHz；在鋁合金CMT焊接接頭處反復超聲沖擊3—5遍。

本發明技術方案利用超聲沖擊裝置，對接頭的焊趾和焊縫表面進行超聲沖擊，對比試驗：接頭的焊趾和焊縫表面進行超聲沖擊與沒有超聲沖擊的接頭進行對比，由于超聲沖擊處理后，接頭表面發生塑性變形，在接頭內部臨近焊縫表面1mm內的氣孔遭到擠壓，致使氣孔體積變小或者氣孔被消除，從而提高接頭的致密度和硬度。

附圖說明

圖1為本發明中超聲沖擊鋁合金接頭橫截面的示意圖，圖中已經標出需要超聲沖擊的位置，包括焊縫和焊趾。

圖2為本發明中超聲沖擊與未超聲沖擊的接頭橫截面。

圖3為本發明中超聲沖擊與未超聲沖擊的焊縫氣孔。

圖4為本發明中超聲沖擊與未超聲沖擊的焊縫硬度的測試圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例進一步說明本發明的技術方案。

本發明涉及的實驗母材為鋁合金6061，試件規格為300×150×4mm，焊絲選用ER4043。采用直流冷金屬過渡技術CMT(cold metal transfer)對4mm板厚的鋁合金進行平板堆焊試驗。試驗設備選用CMT焊機為福尼斯公司的CMT Advanced 4000型焊機。其主要實現步驟如下：

1.堆焊試驗，堆焊前用鋼絲刷將鋁板上的氧化膜去除，直到露出金屬光澤，用酒精將施焊處表面各約30-40mm范圍內的油污和臟物清洗干凈，氧化膜清除后，應在2h內施焊，以免再生成新的氧化膜；

2.設定焊接參數，送絲速度為5m/min，焊槍總體行走速度為30cm/min，氣體流量為20L/min；