多層金屬薄板與厚金屬板的焊接方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種多層金屬薄板與厚金屬板的焊接方法，該方法包括以下步驟：使用夾具將所述多層金屬薄板夾緊，并使用熔化極惰性氣體保護(hù)焊焊接所述多層金屬薄板的端頭；將所述多層金屬薄板的焊接后的端頭與厚金屬板的端頭對(duì)接后進(jìn)行焊接。本發(fā)明的多層金屬薄板與厚金屬板的焊接方法可以顯著提高多層金屬薄板與厚金屬板的焊接效率與焊接質(zhì)量。
【專利說(shuō)明】多層金屬薄板與厚金屬板的焊接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于金屬焊接領(lǐng)域，具體地講，本發(fā)明涉及一種多層金屬薄板與厚金屬板的焊接方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，焊接金屬薄板(例如，鋁及鋁合金薄板)的方法主要有激光焊、釬焊、鎢極氬弧焊和部分凝固焊等。其中，對(duì)于多層金屬薄板的焊接來(lái)講通常采用釬焊，但釬焊因強(qiáng)度低而往往不能滿足焊接產(chǎn)品的要求。對(duì)于對(duì)焊縫強(qiáng)度要求高的金屬薄板的焊接來(lái)講通常采用鎢極氬弧焊，雖然鎢極氬弧焊能夠滿足焊接強(qiáng)度的要求，但其焊接效率相對(duì)較低。此外，雖然其余幾種焊接方法都可實(shí)現(xiàn)小參數(shù)的調(diào)節(jié)范圍，都能很好地控制熔池的成形及溫度，但同樣存在焊接效率低的問(wèn)題。
[0003]熔化極惰性氣體保護(hù)焊具有高的焊接強(qiáng)度和焊接效率等諸多優(yōu)點(diǎn)，但由于焊接電流大，容易導(dǎo)致金屬薄板(特別是鋁及鋁合金薄板)變形，因此其多用于鋁、銅、鈦及其合金等的中厚板的焊接。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高強(qiáng)度、高焊接效率的多層金屬薄板與厚金屬板的焊接方法。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的多層金屬薄板與厚金屬板的焊接方法包括以下步驟:使用夾具將所述多層金屬薄板夾緊，并使用熔化極惰性氣體保護(hù)焊焊接所述多層金屬薄板的端頭；將所述多層金屬薄板的焊接后的端頭與厚金屬板的端頭對(duì)接后進(jìn)行焊接。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，所述夾具可以包括:第一夾持板和第二夾持板，將所述多層金屬薄板夾持在其間；緊固件，使所述多層金屬薄板被夾緊在第一夾持板和第二夾持板之間。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，所述緊固件可以為螺栓。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，第一夾持板和第二夾持板可以在其邊緣處設(shè)置有通孔，螺栓穿過(guò)第一夾持板和第二夾持板的通孔以將所述多層金屬薄板夾緊在第一夾持板和第二夾持板之間。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，第一夾持板和/或第二夾持板的背對(duì)所述多層金屬薄板的外表面上可以設(shè)置有加強(qiáng)件。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，所述多層金屬薄板和厚金屬板可以為鋁和/或鋁合金板。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，多層金屬薄板與厚金屬板的焊接方法還可以包括:對(duì)所述多層金屬薄板的待焊接的端頭和厚金屬板的待焊接的端頭進(jìn)行清潔處理，并且對(duì)所述多層金屬薄板的待焊接的端頭進(jìn)行齊平處理。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，所述多層金屬薄板的端頭與夾具之間的距離可以小于 4mm n
[0013]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，所述多層金屬薄板中每層金屬薄板的厚度可以為I?5_，厚金屬板的厚度可以大于15_，并且所述多層金屬薄板的總厚度可以等于厚金屬板的厚度。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，可以在厚金屬板的待焊接的端頭的上側(cè)和/或下側(cè)開(kāi)坡口。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，可以使用熔化極惰性氣體保護(hù)焊焊接多層金屬薄板的端頭與厚金屬板的端頭。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的多層金屬薄板與厚金屬板的焊接方法可以顯著提高多層金屬薄板與厚金屬板的焊接效率與焊接質(zhì)量。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的夾具的示意圖；
[0018]圖2為根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的使用夾具夾持多層金屬薄板的示意圖；
[0019]圖3為根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的多層金屬薄板與厚金屬板對(duì)接示意圖；
[0020]圖4為示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的方法焊接多層金屬薄板的焊接效果以及根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的采用鎢極氬弧焊焊接多層金屬薄板的焊接效果的示意圖。
[0021]符號(hào)說(shuō)明:
[0022]I 多層金屬薄板
[0023]11第一夾持板
[0024]12第一通孔
[0025]13第一加強(qiáng)件
[0026]21第二夾持板
[0027]22第二通孔
[0028]23第二加強(qiáng)件
[0029]30緊固件
[0030]4 厚金屬板
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面將參照附圖并結(jié)合示例性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的多層金屬薄板與厚金屬板的焊接方法進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0032]圖1為根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的夾具的示意圖，圖2為根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的使用該夾具夾持多層金屬薄板的示意圖，圖3為根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的多層金屬薄板與厚金屬板對(duì)接示意圖。下面將參照?qǐng)D1、圖2和圖3來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例的多層金屬薄板與厚金屬板的焊接方法。
[0033]首先，使用夾具(如圖1所示)將多層金屬薄板I夾緊。
[0034]具體地講，將多層金屬薄板I疊置整齊，并使用夾具夾緊多層金屬薄板I。參照?qǐng)D1，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的夾具包括第一夾持板11、第二夾持板21和緊固件30。第一夾持板11和第二夾持板21可以使多層金屬薄板I夾持在它們之間，在該狀態(tài)下，緊固件30可以將多層金屬薄板I夾緊，從而可以使用熔化極惰性氣體保護(hù)焊焊接多層金屬薄板I的端頭，實(shí)現(xiàn)了多層金屬薄板高效、高質(zhì)量的焊接。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，第一夾持板11和第二夾持板21可以為矩形(如圖1和圖2所示)，然而本發(fā)明并不限于此。此外，第一夾持板11和第二夾持板21可以由強(qiáng)度足以將多層金屬薄板I夾緊而不發(fā)生變形的任何合適材料制成，例如可以由諸如合金、鋼的金屬板制成。如圖1和圖2所示，在焊接多層金屬薄板I時(shí)，第一夾持板11和第二夾持板21可以平行布置以將多層金屬薄板I夾持在它們之間。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，緊固件30用于向第一夾持板11和第二夾持板21施加力，從而使多層金屬薄板I被夾緊在第一夾持板11和第二夾持板21之間。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，如圖1所示，緊固件30可以為螺栓。然而本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，緊固件30的形式不受具體的限制，例如可以為夾子或螺柱。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，在緊固件30為螺栓的情況下，如圖1和圖2所示，在第一夾持11板和第二夾持板21兩側(cè)邊緣處設(shè)置有第一通孔12和第二通孔22。其中，在第一夾持板11和第二夾持板21同側(cè)邊緣的第一通孔12和第二通孔22相互對(duì)準(zhǔn)，從而螺栓能夠穿過(guò)第一通孔12和第二通孔22而將力施加到第一夾持板11與第二夾持板21，使多層金屬薄板I被夾緊在第一夾持板11和第二夾持板21之間。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，螺栓可以在穿過(guò)第一通孔12與第二通孔22后與螺母結(jié)合，從而為第一夾持板11和第二夾持板21施加力以將多層金屬薄板I夾緊在第一夾持板11與第二夾持板21之間。然而，本發(fā)明并不限于此，例如，可以在第二通孔22內(nèi)側(cè)設(shè)置螺紋結(jié)構(gòu)，從而通過(guò)螺栓與第二通孔22內(nèi)側(cè)的螺紋結(jié)合為第一夾持板11與第二夾持板21施加力來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)多層金屬薄板I的夾持功能。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，如圖1和圖2所示，第一夾持板11和/或第二夾持板21的背對(duì)多層金屬薄板I的外表面上可以設(shè)置第一加強(qiáng)件13和/或第二加強(qiáng)件23，以防止第一夾持板11和/或第二夾持板21在夾持多層金屬薄板I時(shí)發(fā)生彎曲或變形。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，第一加強(qiáng)件13和/或第二加強(qiáng)件23與第一夾持板11和/或第二夾持板21可以通過(guò)焊接連接，但本發(fā)明并不限于此，也就是說(shuō)，第一加強(qiáng)件13和/或第二加強(qiáng)件23與第一夾持板11和/或第二夾持板21可以一體地形成。
[0039]接下來(lái)，使用熔化極惰性氣體保護(hù)焊焊接多層金屬薄板I的端頭。具體地講，在使用上述夾具夾緊多層金屬薄板I后，使用熔化極惰性氣體保護(hù)焊焊接多層金屬薄板I。
[0040]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，可以在將多層金屬薄板I夾持在第一夾持板11和第二夾持板21之間之前，對(duì)多層金屬薄板I進(jìn)行清潔處理，以除去可能存在于多層金屬薄板I的表面上的氧化膜、油污等污染物，從而提高焊接效率和焊接質(zhì)量。例如，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，可以在多層金屬薄板I中每層金屬薄板的待焊接端頭的兩側(cè)表面30?50mm范圍內(nèi)進(jìn)行去氧化膜和去油污等處理，然后將處理后的多層金屬薄板I夾緊在第一夾持板11和第二夾持板21之間。
[0041]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，優(yōu)選地，在多層金屬薄板I被上述夾具夾緊的狀態(tài)下，使用熔化極惰性氣體保護(hù)焊在平焊位置焊接多層金屬薄板I的端頭，這樣可以避免例如立焊、仰焊和橫焊的操作過(guò)程中熔池中金屬液的滴落，避免大幅度擺動(dòng)氧槍，簡(jiǎn)化了焊接操作，從而確保了焊接質(zhì)量。[0042]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，在焊接多層金屬薄板I的端頭(即，在多層金屬薄板I被上述夾具夾緊的狀態(tài)下)時(shí)，可以使多層金屬薄板I的端頭與夾具之間的距離小于4mm，這樣可以防止因夾具距離多層金屬薄板I的待焊接端頭過(guò)遠(yuǎn)而導(dǎo)致多層金屬薄板I的待焊接端頭無(wú)法夾緊(例如，彼此相鄰的金屬薄板的待焊接端頭彼此分開(kāi))，從而確保焊接質(zhì)量。
[0043]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，在焊接過(guò)程中，為避免焊縫的起始端和收尾端出現(xiàn)焊縫下塌，可以采用反復(fù)斷弧的方法將焊縫兩端的焊縫余高填滿，并且可以在焊接后，使用合金切割片休整焊縫表面的高低不平處。
[0044]然后，將焊接后的多層金屬薄板I的端頭與厚金屬板4的端頭進(jìn)行對(duì)接(如圖3所示)，并焊接對(duì)接后的多層金屬薄板I的端頭與厚金屬板的端頭4。
[0045]具體地講，如圖3所示，將使用熔化極惰性氣體保護(hù)焊焊接后的多層金屬薄板I的端頭與待焊接的厚金屬板4的端頭進(jìn)行對(duì)接，并將對(duì)接整齊的多層金屬薄板I的端頭與厚金屬板4進(jìn)行焊接。
[0046]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，多層金屬薄板I和厚金屬板4可以為鋁和/或鋁合金板。但本發(fā)明并不限于此，例如，多層金屬薄板I和厚金屬板4可以為鈦和/或鈦合金板。
[0047]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，在焊接多層金屬薄板I的端頭與厚金屬板4的端頭之前，為保證焊接質(zhì)量并避免焊接過(guò)程中多層金屬薄板I燒穿，可以在厚金屬板4的待焊接端頭的兩側(cè)表面開(kāi)坡口，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，坡口角度可以為45°。但本發(fā)明不限于此，也就是說(shuō)，可以在厚金屬板4的待焊接端頭的單側(cè)表面開(kāi)坡口，坡口角度也可以為其他角度，例如60°。
[0048]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，可以在多層金屬薄板I的端頭與厚金屬板4焊接前，對(duì)待焊接的厚金屬板4的開(kāi)坡口處的端頭進(jìn)行清潔處理，以除去可能存在于厚金屬板表面的氧化膜、油污等污染物，從而提高焊接效率和焊接質(zhì)量。例如，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，可以在厚金屬板4的開(kāi)坡口的端頭正反兩側(cè)表面的30?50mm范圍內(nèi)進(jìn)行去氧化膜和去油污等處理，然后將厚金屬板的開(kāi)坡口的端頭與已焊接的多層金屬薄板4的端頭進(jìn)行對(duì)接。
[0049]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，優(yōu)選地，使用熔化極惰性氣體保護(hù)焊焊接多層金屬薄板I的端頭與厚金屬板4的端頭，這樣可以提高焊縫強(qiáng)度和焊接質(zhì)量。
[0050]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的多層金屬薄板I與厚金屬板4的焊接方法可以應(yīng)用于每層金屬薄板的厚度為I?5_的多層金屬薄板I與厚度大于15_的厚金屬板4的焊接，并且多層金屬薄板I的總厚度等于厚金屬板4的厚度。然而，本發(fā)明并不限于此，也就是說(shuō)，上述方法可以應(yīng)用于厚度小于或者等于15_的厚金屬板4與每層厚度大于5_或小于1_的多層金屬薄板I的焊接，且多層金屬薄板I的總厚度與厚金屬板4的厚度相等。
[0051]圖4為使用根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的方法焊接多層金屬薄板的焊接效果以及根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)采用的鎢極氬弧焊焊接多層金屬薄板的焊接效果的示圖，其中圖4中(a)示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的采用鎢極氬弧焊焊接多層金屬薄板的焊接效果，圖4中(b)示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的方法焊接多層金屬薄板的焊接效果。
[0052]參照?qǐng)D4可見(jiàn)，采用鎢極氬弧焊焊槍擺動(dòng)幅度遠(yuǎn)小于本發(fā)明示例性實(shí)施例的方法的采用熔化極惰性氣體保護(hù)焊焊接時(shí)的焊槍擺動(dòng)幅度。此外，采用鎢極氬弧焊時(shí)，焊接工序隨著待焊接的金屬薄板的層數(shù)增多，焊件需要經(jīng)過(guò)反復(fù)加熱，使得焊縫本身的性能降低，同時(shí)多層鋁薄板的形變量也增大，焊接效率明顯降低；然而，根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的使用熔化極惰性氣體保護(hù)焊的焊接方法，只需要一道工序即可完成多層鋁薄板的焊接。
[0053]因此，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的應(yīng)用多層金屬薄板與厚金屬板的焊接方法，可以顯著提高焊接多層金屬薄板與厚金屬板的焊接效率以及焊接質(zhì)量。
[0054]雖然已參照具體實(shí)施例和附圖描述了本發(fā)明，但將理解的是，本發(fā)明并不限于以上實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1.一種多層金屬薄板與厚金屬板的焊接方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: 使用夾具將所述多層金屬薄板夾緊，并使用熔化極惰性氣體保護(hù)焊焊接所述多層金屬薄板的端頭； 將所述多層金屬薄板的焊接后的端頭與厚金屬板的端頭對(duì)接后進(jìn)行焊接。
2.如權(quán)利要求1所述的多層金屬薄板與厚金屬板的焊接方法，其特征在于，所述夾具包括: 第一夾持板和第二夾持板，將所述多層金屬薄板夾持在其間； 緊固件，使所述多層金屬薄板被夾緊在第一夾持板和第二夾持板之間。
3.如權(quán)利要求2所述的多層金屬薄板與厚金屬板的焊接方法，其特征在于，所述緊固件為螺栓。
4.如權(quán)利要求3所述的多層金屬薄板與厚金屬板的焊接方法，其特征在于，第一夾持板和第二夾持板在其邊緣處設(shè)置有通孔，螺栓穿過(guò)第一夾持板和第二夾持板的通孔以將所述多層金屬薄板夾緊在第一夾持板和第二夾持板之間。
5.如權(quán)利要求2所述的多層金屬薄板與厚金屬板的焊接方法，其特征在于，第一夾持板和/或第二夾持板的背對(duì)所述多層金屬薄板的外表面上設(shè)置有加強(qiáng)件。
6.如權(quán)利要求1所述的多層金屬薄板與厚金屬板的焊接方法，其特征在于，所述多層金屬薄板和厚金屬板為鋁和/或鋁合金板。
7.如權(quán)利要求1所述的多層金屬薄板與厚金屬板的焊接方法，其特征在于，所述方法還包括:對(duì)所述多層金屬薄板的待焊接的端頭和厚金屬板的待焊接的端頭進(jìn)行清潔處理，并且對(duì)所述多層金屬薄板的待焊接的端頭進(jìn)行齊平處理。
8.如權(quán)利要求1所述的多層金屬薄板與厚金屬板的焊接方法，其特征在于，所述多層金屬薄板的端頭與夾具之間的距離小于4mm。
9.如權(quán)利要求1所述的多層金屬薄板與厚金屬板的焊接方法，其特征在于，所述多層金屬薄板中每層金屬薄板的厚度為I?5_，厚金屬板的厚度大于15_，并且所述多層金屬薄板的總厚度等于厚金屬板的厚度。
10.如權(quán)利要求1所述的多層金屬薄板與厚金屬板的焊接方法，其特征在于，使用熔化極惰性氣體保護(hù)焊焊接多層金屬薄板的端頭與厚金屬板的端頭。
【文檔編號(hào)】B23K9/173GK103737161SQ201310693592
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月17日
【發(fā)明者】梁恩榮, 吳榮善, 陳夢(mèng)逢, 潘子祥, 何耀飛, 李庭慧, 付強(qiáng) 申請(qǐng)人:攀鋼集團(tuán)工程技術(shù)有限公司