[發(fā)明專利]熔化極絞絲電弧磁旋控焊接方法

在審

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• 申請日: 2021-08-07
• 公開（公告）號: CN113732458A
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發(fā)明（設計）人: 孫謙;黃瑞生;武鵬博;梁曉梅;徐鍇;陳健;曹浩;蔣寶;劉孔豐;聶鑫;韓鵬薄
• 申請（專利權）人: 哈爾濱焊接研究院有限公司
• 主分類號: B23K9/173
• 分類號: B23K9/173;B23K9/095;B23K9/32
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務所 23118
• 代理人: 陳曉光

一種熔化極絞絲電弧磁旋控焊接方法?，F有技術絞絲焊在大電流焊接時，焊縫內部易產生氣孔，同時過高的熱輸入會引起接頭區(qū)域發(fā)生組織和性能變化，如焊縫區(qū)晶粒的長大，接頭塑性、韌性等力學性能下降等問題。本發(fā)明其組成包括：絞絲焊熔化極電弧焊點，以絞絲焊熔化極電弧焊點為中心，周圍加設一個同軸線圈，同軸線圈內通入直流電流，形成縱向磁場，縱向磁場對絞絲焊電弧的施力方向要與絞絲焊電弧自旋轉方向相一致，與絞絲的絞捻方向相反，縱向磁場方向通過所述的直流電流方向控制，在絞絲熔化形成自身絞捻角度釋放的同時，受到洛倫茲力影響使絞絲焊電弧旋轉角速度快速提升，實現絞絲焊電弧高速定向旋轉。本發(fā)明用于熔化極絞絲電弧磁旋控焊接方法。

技術領域

本發(fā)明涉及熔化極絞絲電弧焊接頭質量控制技術領域，具體涉及一種熔化極絞絲電弧磁旋控焊接方法。

背景技術

多股絞合焊絲是一種新型結構的熔化極焊接材料，其概念在2009年由中國礦業(yè)大學高頂教授首先提出，其制作方式是通過單絲絞捻成螺旋形多股絲，相比于普通焊絲，多股絞合焊絲結構可采用不同直徑或數量的單絲組合，成分也可通過不同成分和數量的單絲進行精量化控制，尤其是在焊接物理特性方面，多股絞絲焊接時會形成多斑點的電流導通，這種電弧的導通形式更有利于改善電弧能量的分布和熔滴的均勻過渡，所以可以在更大的電流下更好的保持焊接過程的穩(wěn)定性，因此具有較高的熔敷率、易于實現“控形和控性”等凸出技術優(yōu)勢；目前現有技術絞絲焊在大電流焊接時，焊縫內部極易產生大量的氣孔缺陷，同時過高的熱輸入下也會引起接頭區(qū)域發(fā)生組織和性能變化，如焊縫區(qū)晶粒的長大，接頭塑性、韌性等力學性能下降等問題目前還無法有效解決。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種熔化極絞絲電弧磁旋控焊接方法，該方法是以絞絲焊熔化極電弧焊點為中心，周圍加設一個同軸線圈，有效改善絞絲焊內部氣孔、接頭性能等技術不足，實現對焊縫結構形態(tài)及接頭性能的進一步調控的目的。

上述的目的通過以下的技術方案實現：

一種熔化極絞絲電弧磁旋控焊接方法，該方法其組成包括：絞絲焊熔化極電弧焊點，其特征是：以所述的絞絲焊熔化極電弧焊點為中心，周圍加設一個同軸線圈，所述的同軸線圈內通入直流電流，形成縱向磁場，所述的縱向磁場對絞絲焊電弧的施力方向要與絞絲焊電弧自旋轉方向相一致，與絞絲的絞捻方向相反，所述的縱向磁場方向通過所述的直流電流方向控制；

所述的絞絲焊電弧在縱向磁場內，在絞絲熔化形成自身絞捻角度釋放的同時，受到洛倫茲力影響使絞絲焊電弧旋轉角速度快速提升，實現絞絲焊電弧高速定向旋轉；

所述的絞絲焊電弧在高速定向旋轉中，結合焊接電流為100-260A、焊接電壓為15-30V、頻率為0-200Hz、占比為20%-100%及工藝參數控制，加大對熔池的攪拌力度，使熔池產生定向旋轉流動，在凝固過程中將樹枝晶攪碎成等軸晶，細化晶粒。

所述的熔化極絞絲電弧磁旋控焊接方法，所述的工藝參數為：焊接對象5A06鋁合金，焊接速度0.6m/min，焊接電壓26V，送絲速度11m/min。

所述的熔化極絞絲電弧磁旋控焊接方法，所述的同軸線圈內有磁芯，整體尺寸外徑為40mm-150mm，內徑為30mm-140mm，寬度為4mm-50mm，線圈匝數為50-2000匝，直流電流為0-10A，所述的同軸線圈可以采用永磁鐵代替。

有益效果：

1.本發(fā)明是一種熔化極絞絲電弧磁旋控焊接方法，采用在絞絲焊熔化極電弧焊點周圍加設一個縱向磁場，利用洛倫茲力快速提升絞絲焊電弧自旋轉角速度，絞絲焊電弧高速定向旋轉可大幅增加對熔池的攪拌力度，使熔池產生定向旋轉流動，由此，可以實現細化晶粒效果，并且在凝固過程中還能將樹枝晶攪碎成等軸晶，起到均勻化晶粒、提高晶粒的各向同性和降低偏析等作用，由此增強焊后接頭塑性、韌度等力學性能。

2.本發(fā)明還同時采用電弧攪拌，能夠提高熔池內的傳熱、傳質速度，由此在結晶溫度、形核條件等方面延緩熔池底部的凝固速度，加之其對熔池的對流與攪拌作用，使熔池內部氣體可以有效析出，進而降低工藝型氣孔生成傾向。