[發明專利]一種改進鋁合金電弧焊縫氣孔缺陷的方法

有效

• 申請號: 201911113923.7
• 申請日: 2019-11-14
• 公開（公告）號: CN110977097B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 從保強;周陽;齊鉑金;鐘豪;祁澤武
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B23K9/02
• 分類號: B23K9/02;B23K9/06
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 曹鵬飛

本發明公開了一種改進鋁合金電弧焊縫氣孔缺陷的方法，包括如下三個階段：S1：引弧階段，采用大電流引弧，在短時間內完成；S2：主焊接階段，焊接電流采用復合超音頻脈沖變極性電流，復合超音頻脈沖變極性電流波形由超音頻脈沖電流波形與變極性電流波形組合得到；S3：熄弧階段，保持熄弧電流波形形態與主焊接過程電流波形形態一致，僅電流波形的幅值發生衰減。本發明針對引弧階段和熄弧階段的電氣特點，在引弧階段、主焊接階段和熄弧階段采用焊接時序控制，能夠很好的改善引弧和熄弧階段焊縫的氣孔缺陷問題。

技術領域

本發明屬于鋁合金焊接技術領域，更具體的說是涉及一種改進鋁合金電弧焊縫氣孔缺陷的方法。

背景技術

采用傳統的四步法進行鋁合金焊接時，由于引弧電流普遍較小，而且引弧成功后要經過一個電流緩升的過程，然后才進入主焊接過程，使得起弧的初始階段電弧熱輸入量不夠，很難快速形成穩定的焊接熔池，從而導致在焊縫引弧部位形成氣孔缺陷；在熄弧階段，通常采用直流緩降的方法進行熄弧，使得熄弧階段的焊接熔池沒有超音頻脈沖和變極性電流產生的電弧攪拌作用，因此，熄弧階段焊縫容易形成氣孔缺陷。這種氣孔缺陷在工作環境濕度較大的情況下尤為明顯，嚴重影響了高性能鋁合金的電弧焊接質量。

因此，如何提供一種改進鋁合金電弧焊縫氣孔缺陷的方法是本領域技術人員亟需解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種改進鋁合金電弧焊縫氣孔缺陷的方法，針對引弧階段和熄弧階段的電氣特點，在引弧階段、主焊接階段和熄弧階段采用焊接時序控制，能夠很好的改善引弧和熄弧階段焊縫的氣孔缺陷問題。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種改進鋁合金電弧焊縫氣孔缺陷的方法，包括如下三個階段：

S1：引弧階段，采用大電流引弧，在短時間內完成；

S2：主焊接階段，焊接電流采用復合超音頻脈沖變極性電流，復合超音頻脈沖變極性電流波形由超音頻脈沖電流波形與變極性電流波形組合得到；

S3：熄弧階段，保持熄弧電流波形形態與主焊接過程電流波形形態一致，僅電流波形的幅值發生衰減。

優選的，引弧完成后，引弧電流直接從直流模式跳轉到主焊接階段的復合超音頻脈沖變極性電流，該過程在5ms的時間內完成。

優選的，在引弧過程中，若鎢極發生了氧化或者引弧點處焊縫表面清污不徹底，引弧裝置持續工作200ms直到引弧成功為止。

優選的，步驟S1中引弧電流幅值在60A到100A之間。

優選的，步驟S1中引弧過程控制在5ms的時間內完成。

優選的，根據是否在變極性電流上疊加超音頻脈沖電流，將主焊接階段劃分成四種焊接模式：不疊加焊接模式，正向疊加焊接模式、負向疊加焊接模式和正負向疊加焊接模式。

優選的，變極性電流波形的幅值為0～300A，頻率為0～1000Hz，占空比為0～100％；超音頻脈沖電流波形的幅值為0～100A，頻率為1kHz～100kHz，占空比為0～100％。

優選的，步驟S3中所述的主焊接過程電流波形形態包括超音頻脈沖疊加模式、頻率和占空比。

本發明的有益效果在于：

本發明引弧階段采用盡可能大的電流，提高引弧階段的熱輸入量，確保熔池能快速形成；引弧階段完成后直接進入主焊接階段，保證熔池能迅速得到復合超音頻脈沖變極性電弧的充分攪拌，有利于熔池中氣體的逸出，達到對氣孔缺陷的抑制；熄弧階段采用漸進熄弧方式，保證熔池在熄弧過程中，依舊能得到復合超音頻脈沖變極性電弧的充分攪拌，既有利于熔池中氣體的逸出，又能達到對焊縫組織晶粒細化作用，同樣具有抑制焊縫氣孔缺陷的功能。

附圖說明