[發明專利]一種用于AZ31B鎂合金薄板的焊接裝置及焊接方法

在審

• 申請號: 201810040077.X
• 申請日: 2018-01-16
• 公開（公告）號: CN108393561A
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發明（設計）人: 馬國紅;李健;何銀水
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: B23K9/173
• 分類號: B23K9/173;B23K9/167;B23K9/12;B23K9/04;B23K101/18
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本發明提供了一種用于AZ31B鎂合金薄板的焊接裝置及焊接方法，該技術方案由一豎直向下的MIG焊槍和一傾斜向下的TIG焊槍構成，其中MIG焊槍由一恒壓電源供電、構成主路，與TIG焊槍及焊件構成旁路耦合，流經焊絲的總電流由旁路電流和母材輸入電流兩部分組成，旁路電流可以起到分流作用，從而緩解高速焊接時電熔敷率和母材熱輸入過大等問題。在此基礎上，本發明針對AZ31B鎂合金的材質特征對保護嘴、焊絲、待焊接板材、鎢極等組件的結構特征進行了限定，顯著提升了針對AZ31B鎂合金薄板的焊接效果。

技術領域

本發明涉及鎂合金焊接技術領域，具體涉及一種用于AZ31B鎂合金薄板的焊接裝置及焊接方法。

背景技術

鎂合金是以鎂為基礎加入其他元素構成的合金材料，具有密度小、強度高、彈性模量大、散熱好、消震性好等技術優勢，目前已廣泛應用于包括通信、汽車等行業在內的諸多領域。鎂合金的可靠連接是實現其廣泛應用的一項技術前提，而焊接作為一種金屬連接方法，是鎂合金連接的優良選擇。然而，鎂合金的焊接性能比較差，焊接時易發生塌陷或者燒穿，出現咬邊、氣孔、裂紋等一系列焊接缺陷，難以達到可靠連接的目的。

非熔化極DE-GMAW是近年來發展出的一種高速焊接方法。非熔化極DE-GMAW本質上是常規MIG的改良，具備常規MIG焊接質量好，生產率高和適用范圍廣等一系列優點，而且能夠實現在減少母材熱輸入的同時達到高速焊接。迄今為止，關于鎂合金MIG焊的實踐研究相對較少，尤其是鎂合金非熔化極DE-GMAW的探索還沒出現。而在此類焊接方法中，不同金屬材料的自身特征對焊接工藝參數的確定具有直接影響，因此，其他金屬材料的MIG焊接工藝或非熔化極DE-GMAW焊接工藝無法直接轉用于鎂合金材料，相互之間也不具有直接的借鑒意義。

在這種情況下，有必要圍繞AZ31B鎂合金的材料特征來研究與之相匹配的非熔化極DE-GMAW焊接方法，以期實現AZ31B鎂合金的高速高效焊接。具體來看，鎂化學性質很活潑、易氧化且導熱性良好，因此，保護效果強、熱量集中的方法可能得到質量高的焊接接頭。鎂合金在焊接過程中主要涉及熱裂紋、晶粒粗大、氧化、氮化與蒸發、氣孔、燒穿、熱應力、飛濺、焊縫下塌等技術問題。

發明內容

本發明旨在針對現有技術的技術缺陷，提供一種用于AZ31B鎂合金薄板的焊接裝置及焊接方法，以解決現有技術中常規焊接方法用于AZ31B鎂合金薄板連接時，焊縫位置易發生塌陷、燒穿、咬邊、氣孔、裂紋等缺陷的技術問題。

本發明要解決的另一技術問題是現有技術中常規焊接方法難以實現AZ31B鎂合金薄板的可靠連接。

本發明要解決的再一技術問題是現有技術中缺乏一種適用于AZ31B鎂合金薄板的非熔化極DE-GMAW焊接方法。

為實現以上技術目的，本發明采用以下技術方案：

一種用于AZ31B鎂合金薄板的焊接裝置，包括一豎直向下的MIG焊槍，一與所述MIG焊槍呈43°夾角的TIG焊槍，所述MIG焊槍的下端為保護嘴，所述保護嘴下端連接有焊絲，待焊接的AZ31B鎂合金薄板位于所述MIG焊槍的下方，所述保護嘴到待焊接的AZ31B鎂合金薄板的豎直距離為16～22mm，所述焊絲下端到待焊接的AZ31B鎂合金薄板的豎直距離為3～6mm，所述TIG焊槍的下端為鎢極，所述鎢極下端到待焊接的AZ31B鎂合金薄板的豎直距離為3～6mm，所述鎢極下端到焊絲下端的距離為1～4mm；所述MIG焊槍由一恒壓電源供電，在該供電電路上、MIG焊槍的兩端并聯有一旁路，所述旁路上串聯有所述MIG焊槍和一恒流電源，所述旁路的電流為125～170A，所述恒壓電源的電壓為20～24V；MIG焊槍與TIG焊槍固定連接在一小車上，所述小車位于一導軌上，所述小車由一步進電機驅動，所述小車以2.8～3m/min的速度沿所述導軌勻速移動。

作為優選，待焊接的AZ31B鎂合金薄板的焊縫與所述MIG焊槍所在直線、所述TIG焊槍所在直線，三者位于同一平面上。