[發明專利]一種鎳基合金模具鋼厚板脈沖MIG擺動焊接工藝

在審

• 申請號: 202110273595.8
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN112935485A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 陳紀城;郭凱;劉湘波
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B23K9/173
• 分類號: B23K9/173;B23K9/09;B23K9/095;B23K9/02;B23K35/30
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1.一種鎳基合金模具鋼厚板脈沖MIG擺動焊接工藝，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：焊接材料的選用，所用焊接母材為含Ni量35.67％的鎳基合金模具鋼，并基于母材的焊接性能，選擇焊接材料為含Ni量36.20％的進口M93焊絲，焊絲直徑為1.2mm；

步驟2：焊接設備的選用，所用焊接設備為一體式MIG弧焊專用機器人，額定焊接電流320A，焊接速度為0.01-160m/min；

步驟3：基于母材厚度及裝配的需要，選擇單面焊接成形工藝，將待焊件開60°V型坡口，焊前在焊點終點處進行點焊防止橫向變形，并采用反變形裝夾控制角變形，反變形角度為1.9-2.2°；

步驟4：基于母材厚度，設計五層、每層采用單道焊縫填充的多層單道焊接路徑規劃，對較為狹窄的打底層焊縫采用直線路徑焊接，并對寬度逐漸增大的第二層至第五層焊縫采用擺動路徑焊接；

步驟5：基于多層脈沖+擺動MIG焊接方式設計合理的工藝參數，對打底層焊接選擇較大的焊接速度；第二層至第五層焊縫根據長度等距離增設3-5個插補點，焊接速度和擺動頻率逐層降低，擺動幅度逐層增加，最終完成焊縫填充并對焊接成形進行檢驗。

2.根據權利要求1所述的一種鎳基合金模具鋼厚板脈沖MIG擺動焊接工藝，其特征在于步驟3中，焊前在焊接終點位置采取點焊防止橫向變形，并采用反變形裝夾控制角變形，反變形角度為1.9-2.2°，鈍邊間距1.5-1.8mm，焊接過程中采用富氬氣氛保護，流量控制在18-19L/min。

3.根據權利要求1所述的一種鎳基合金模具鋼厚板脈沖MIG擺動焊接工藝，其特征在于步驟4中設計了五層、每層采用單道焊縫填充的方式，對焊縫較為狹窄的打底層采用直線焊接的路徑規劃，焊接起點與終點距兩端點的余量分別為2-3mm及4-5mm，第二層至第五層焊縫寬度逐漸增大，采用擺動焊接的路徑規劃。

4.根據權利要求1所述的一種鎳基合金模具鋼厚板脈沖MIG擺動焊接工藝，其特征在于步驟5中設計了多層脈沖+擺動MIG焊接工藝參數，在打底焊時，采用較快的焊接速度，焊接速度為0.36-0.4m/min，第二層至第五層焊縫，根據焊縫長度等距離增設3-5個插補點，隨著層數的增加，采用焊接速度和擺動頻率逐漸減小、擺動幅度逐漸增大的策略進行不同層之間的擺動焊接，第二層至第五層的焊接速度、擺動頻率、擺動幅度依次為：第二層焊接速度0.30-0.32m/min、擺動頻率1.5-1.6Hz、擺動幅度2.50-2.70mm；第三層焊接速度0.18-0.21m/min、擺動頻率0.9-1.0Hz、擺動幅度4.40-4.60mm；第四層焊接速度0.16-0.18m/min、擺動頻率0.8-0.9Hz、擺動幅度5.90-6.35mm；第五層焊接速度0.13-0.15m/min、擺動頻率0.7-0.8Hz、擺動幅度7.50-8.40mm。