[發明專利]一種雙脈沖MAG焊不銹鋼立向上角焊縫焊接工藝

有效

• 申請號: 202110593423.9
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113333914B
• 公開（公告）日: 2023-02-17
• 發明（設計）人: 鄔瑞峰;陳紹亭;尹曉亮;安吉;解志祥;宋杰;高昆;張紫雯;曹思農;吳稚鑫;李學鵬;王海洋;強盛;李春林;張達
• 申請（專利權）人: 天津中車唐車軌道車輛有限公司;中車唐山機車車輛有限公司
• 主分類號: B23K9/09
• 分類號: B23K9/09;B23K9/173
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司 12211
• 代理人: 石倩倩

本發明提供了一種雙脈沖MAG焊不銹鋼立向上角焊縫焊接工藝，通過采用雙脈沖焊接電源，正常焊接，在雙脈沖峰值電流時推動焊槍向上行進焊接，在雙脈沖谷值時，迅速下移焊槍至上一熔池的三分之一處，待雙脈沖峰值時繼續推動焊槍向上行進焊接,依次循環往復，焊至整道焊縫。本發明所述的焊接工藝使原本熔滴過渡高頻脈沖在低頻脈沖的調制作用下，實現了單位脈沖的強弱低頻周期性切換，保證了熔滴射滴過渡的形式，同時作用于熔池中的電弧力和熱輸入隨低頻調制頻率而發生變化，最終焊縫不僅獲得均勻美觀的波紋狀焊縫，還增強了熔池的攪拌作用，焊縫晶粒細化，裂紋敏感性降低，提升了焊縫質量。

技術領域

本發明屬于焊接工藝領域，尤其是涉及一種雙脈沖MAG焊不銹鋼立向上角焊縫焊接工藝。

背景技術

不銹鋼軌道車輛結構中有大量T型角接立焊縫焊接形式，且母材多為2-3mm的301L不銹鋼薄板結構，焊接方法選用熔化極活性氣體保護焊(MAG焊)。為保證接頭強度，所有立焊角焊縫均采用立向上的焊接方式，該方法相較于立向下焊接根部熔合更加良好，氣孔、夾渣等缺陷比例更少，焊縫強度更高。

但是，采用傳統單脈沖MAG焊工藝進行不銹鋼立向上角焊縫焊接時，由于立向上焊縫焊接速度較慢，焊絲熔化形成的熔滴及熔池金屬表面張力不能抵抗重力作用，常導致焊縫余高過大、焊瘤、焊趾部分區域熔合不良、咬邊等缺陷，焊縫外觀質量差，整體焊接難度較大，對焊工技能要求較高。另外，實際生產中部分立焊角焊縫還會受到工裝遮擋及部件結構限制，焊接空間狹小，導致焊槍位置調整受限，出現部分焊縫偏角嚴重、焊縫有效尺寸不足等缺陷，增大焊接難度。

此外，立向上焊接在所有焊接位置中熱輸入最大，焊后工件變形較大，如果焊縫一次焊接合格率差，后期大量返修，在母材較薄時，工件變形量更加無法控制。

因此，需要選用更優的焊接工藝，以降低焊接熱輸入、減少焊接缺陷、提升焊縫外觀質量和一次合格率，減少焊縫返修，提升產品質量和生產效率。

發明內容

(1)有鑒于此，本發明旨在提出一種雙脈沖MAG焊不銹鋼立向上角焊縫焊接工藝，以通過采用雙脈沖焊接電源，原本熔滴過渡高頻脈沖在低頻脈沖的調制作用下，實現了單位脈沖的強弱低頻周期性切換，保證了熔滴射滴過渡的形式，同時作用于熔池中的電弧力和熱輸入隨低頻調制頻率而發生變化，不僅獲得均勻美觀的波紋狀焊縫，還增強了熔池的攪拌作用，焊縫晶粒細化，裂紋敏感性降低，提升了焊縫質量。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種雙脈沖MAG焊不銹鋼立向上角焊縫焊接工藝，具體步驟包括：

S1、待加工工件準備，清理焊接母材表面，保證T型接頭裝配間隙0～1mm；

S2、起弧，待焊接電弧瞬間穩定后，利用雙脈沖峰值電流開始進行焊接；

S3、焊接時，當雙脈沖峰值電流形成第一個熔池后，松開焊槍開關，進行正常焊接，在雙脈沖峰值電流時推動焊槍向上行進焊接，在雙脈沖谷值時，迅速下移焊槍至上一熔池的三分之一處，待雙脈沖峰值時繼續推動焊槍向上行進焊接,依次循環往復，焊至整道焊縫；

S4、采用一次斷弧法進行收弧，即在正常焊接雙脈沖峰值電流焊接結束后，立即進行熄弧，同時，立即重新起弧進而利用收弧電進行正常收弧，直至填滿整個弧坑。

進一步的，雙脈沖形式的焊接電源參數設置為雙脈沖頻率1.5Hz、雙脈沖占空比50％，即低頻調制脈沖頻率為1.5Hz，調制后峰值電流與谷值電流輸出時間比為1:1。

進一步的，雙脈沖形式的焊接電流在65～75A之間，電弧電壓在17.2～17.6V之間，配合3.52～5.86mm/s的焊接速度，整體熱輸入控制在0.191～0.375kJ/mm。