鋁合金腔體焊接方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鋁合金腔體焊接方法，屬于金屬加工【技術領域】。在該鋁合金腔體焊接方法中，焊接前，先對各鋁合金零件進行清洗，去除了氧化膜，從而能夠減少焊縫氣孔產生，同時，而后在清潔室組裝各鋁合金零件，并預熱鋁合金零件，能夠有效提高焊縫緊密度，避免焊縫裂紋變形，從而保證了最終鋁合金腔體的密閉效果，且本發(fā)明的鋁合金腔體焊接方法，其實施方式簡便，成本低廉，應用范圍也較為廣泛。
【專利說明】鍋合金腔體焊接方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及金屬加工【技術領域】，特別涉及金屬焊接【技術領域】，具體是指一種鉛合 金腔體焊接方法。

【背景技術】
[0002] 鉛是銀白色的輕金屬，具有良好的塑性、較高的導電性和導熱性，同時還具有抗氧 化和抗腐蝕的能力。鉛極易氧化產生H氧化二鉛薄膜，在焊縫中容易產生夾雜物，從而破壞 金屬的連續(xù)性和均勻性，降低其機械性能和耐腐蝕性能。
[0003] 現(xiàn)有技術中的鉛合金腔體焊接難點在于：
[0004] (1)鉛合金極易氧化。在空氣中，鉛容易同氧化合，生成致密的H氧化二鉛薄膜 (厚度約0. 1?0. 2 y m)，烙點高（約205(TC )，遠遠超過鉛及鉛合金的烙點（約60(TC左 右）。氧化鉛的密度3. 95?4. lOg/cm3,約為鉛的1. 4倍，氧化鉛薄膜的表面易吸附水分， 焊接時，它阻礙基本金屬的烙合，極易形成氣孔、夾渣、未烙合等缺陷，引起焊縫性能下降。
[0005] (2)易產生氣孔。鉛和鉛合金焊接時產生氣孔的主要原因是氨，由于液態(tài)鉛可溶 解大量的氨，而固態(tài)鉛幾乎不溶解氨，因此當烙池溫度快速冷卻與凝固時，氨來不及逸出， 容易在焊縫中聚集形成氣孔。氨氣孔目前難于完全避免，氨的來源很多，有電弧焊氣氛中的 氨，鉛板、焊絲表面吸附空氣中的水分等。實踐證明，即使氮氣按GB/T4842標準要求，純度 達到99. 99% W上，但當水分含量達到20ppm時，也會出現(xiàn)大量的致密氣孔，當空氣相對濕 度超過80 %時，焊縫就會明顯出現(xiàn)氣孔。
[0006] (3)焊縫變形和形成裂紋傾向大。鉛的線膨脹系數和結晶收縮率約比鋼大兩倍，易 產生較大的焊接變形的內應力，對剛性較大的結構將促使熱裂紋的產生。
[0007] (4)鉛的導熱系數大（純鉛0. 538卡/cm ? S ? C )。約為鋼的4倍，因此，焊接鉛 和鉛合金腔體時，比焊鋼要消耗更多的熱量。壁厚27. 3m時焊槍輸出的熱量很難集中。
[0008] (5)無色彩變化。鉛及鉛合金從固態(tài)轉為液態(tài)時，無明顯的顏色變化，使操作者難 W掌握加熱溫度。
[000引 （6)此鉛合金腔體開口空間狹小246. 7mmX 712. 8mm，壁厚27. 3mm對于在預熱的情 況下進行焊接操作難度極大。


【發(fā)明內容】

[0010] 本發(fā)明的目的是克服了上述現(xiàn)有技術中的缺點，提供一種能夠減少焊縫氣孔產 生，提高焊縫緊密度，避免焊縫裂紋變形，從而提高腔體密閉效果，且實施方式簡便，成本低 廉，應用范圍較為廣泛的鉛合金腔體焊接方法。
[0011] 為了實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明的鉛合金腔體焊接方法，該方法包括W下步驟：
[0012] (1)清洗待焊接的各鉛合金零件；
[0013] (2)在清潔室組裝所述的各鉛合金零件；
[0014] (3)預熱所述的各鉛合金零件；
[0015] (4)將所述的鉛合金零件焊接為鉛合金腔體。
[0016] 該鉛合金腔體焊接方法中，所述的步驟（1)具體包括W下步驟：
[0017] (11)物理清潔所述待焊接的鉛合金零件表面，去除毛刺及氧化膜；
[0018] (12)化學清洗所述待焊接的鉛合金零件的氧化層。
[0019] 該鉛合金腔體焊接方法中，所述的步驟（12)具體包括W下步驟：
[0020] (12-1)利用脫脂劑去除所述零件表面的油污；
[0021] (12-2)利用堿蝕去除所述零件表面的自然氧化物；
[0022] (12-3)利用酸蝕去除所述零件表面的一類新氧化物；
[0023] (12-4)利用酸洗去除所述零件表面的二類新氧化物。
[0024] 該鉛合金腔體焊接方法中，所述的步驟（2)在清潔室組裝所述的鉛合金零件，具 體為；在清潔室利用定位銷將所述的各鉛合金零件相互定位。
[0025] 該鉛合金腔體焊接方法中，所述的步驟（3)預熱所述的各鉛合金零件，具體為：利 用電熱絲加熱板將所述的各鉛合金零件的溫度及所述的各鉛合金零件之間的空腔溫度加 熱到預定溫度。
[0026] 該鉛合金腔體焊接方法中，在所述的鉛合金零件厚度大于8毫米的情況下，將所 述的各鉛合金零件的溫度加熱至8(TC至12CTC，并將及所述的各鉛合金零件之間的空腔溫 度加熱到6(Tc至locrc。
[0027] 該鉛合金腔體焊接方法中，所述的步驟（4)將所述的鉛合金零件焊接為鉛合金腔 體，具體為：利用交流鶴極氮弧焊方法焊接所述的各鉛合金零件間的縫隙，形成所述的鉛合 金腔體。
[0028] 該鉛合金腔體焊接方法中，所述的步驟（4)具體包括W下步驟：
[0029] (41)化學清洗鉛娃焊絲，去除鉛娃焊絲上的油脂和氧化物，并預熱所述鉛娃焊 絲；
[0030] (42)利用所述的鉛娃焊絲，并采用腔體內部連續(xù)焊接方法焊接所述的各鉛合金零 件間的縫隙。
[0031] 該鉛合金腔體焊接方法中，所述的腔體內部連續(xù)焊接方法具體為；當焊接厚度小 于15mm時，W左焊法進行焊接，焊炬與所述的鉛合金零件成60°角；當焊接厚度大于等于 15mm時，W右焊法進行焊接，焊炬和所述的鉛合金零件成90°角。
[0032] 采用了該發(fā)明的鉛合金腔體焊接方法，由于其在焊接前，先對各鉛合金零件進行 清洗，去除了氧化膜，從而能夠減少焊縫氣孔產生，同時，在清潔室組裝各鉛合金零件，并 預熱，能夠有效提高焊縫緊密度，避免焊縫裂紋變形，從而保證了最終鉛合金腔體的密閉效 果，且本發(fā)明的鉛合金腔體焊接方法，其實施方式簡便，成本低廉，應用范圍也較為廣泛。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0033] 圖1為本發(fā)明的鉛合金腔體焊接方法的步驟流程圖。
[0034] 圖2為本發(fā)明的鉛合金腔體焊接方法在實際應用中的流程示意圖。
[00巧]圖3為本發(fā)明的鉛合金腔體焊接方法中各鉛合金零件裝配示意圖。
[0036] 圖4為本發(fā)明的鉛合金腔體焊接方法中對鉛合金零件進行電熱絲加熱板加熱的 示意圖。

【具體實施方式】
[0037] 為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的技術內容，特舉W下實施例詳細說明。
[0038] 請參閱圖1所示，為本發(fā)明的鉛合金腔體焊接方法的步驟流程圖。
[0039] 在一種實施方式中，該鉛合金腔體焊接方法包括W下步驟：
[0040] (1)清洗待焊接的各鉛合金零件；
[0041] (2)在清潔室組裝所述的各鉛合金零件；
[0042] (3)預熱所述的各鉛合金零件；
[0043] (4)將所述的鉛合金零件焊接為鉛合金腔體。
[0044] 在一種較優(yōu)選的實施方式中，所述的步驟（1)具體包括W下步驟：
[0045] (11)物理清潔所述待焊接的鉛合金零件表面，去除毛刺及氧化膜；
[0046] (12)化學清洗所述待焊接的鉛合金零件的氧化層。
[0047] 在一種進一步優(yōu)選的實施方式中，所述的步驟（12)具體包括W下步驟：
[004引 （12-1)利用脫脂劑去除所述零件表面的油污；
[0049] (12-2)利用堿蝕去除所述零件表面的自然氧化物；
[0050] (12-3)利用酸蝕去除所述零件表面的一類新氧化物；
[0051] (12-4)利用酸洗去除所述零件表面的二類新氧化物。
[0052] 在另一種較優(yōu)選的實施方式中，所述的步驟（2)在清潔室組裝所述的鉛合金零 件，具體為；在清潔室利用定位銷將所述的各鉛合金零件相互定位。
[0053] 所述的步驟（3)預熱所述的各鉛合金零件，具體為；利用電熱絲加熱板將所述的 各鉛合金零件的溫度及所述的各鉛合金零件之間的空腔溫度加熱到預定溫度。
[0054] 在另一種進一步優(yōu)選的實施方式中，在所述的鉛合金零件厚度大于8毫米的情況 下，將所述的各鉛合金零件的溫度加熱至8(TC至12CTC，并將及所述的各鉛合金零件之間 的空腔溫度加熱到6(Tc至locrc。
[00巧]在一種更優(yōu)選的實施方式中，所述的步驟（4)將所述的鉛合金零件焊接為鉛合金 腔體，具體為：利用交流鶴極氮弧焊方法焊接所述的各鉛合金零件間的縫隙，形成所述的鉛 合金腔體。其中，所述的步驟（4)具體包括W下步驟：
[0056] (41)化學清洗鉛娃焊絲，去除鉛娃焊絲上的油脂和氧化物，并預熱所述鉛娃焊 絲；
[0057] (42)利用所述的鉛娃焊絲，并采用腔體內部連續(xù)焊接方法焊接所述的各鉛合金零 件間的縫隙。
[0058] 所述的腔體內部連續(xù)焊接方法具體為：
[0059] 當焊接厚度小于15mm時，W左焊法進行焊接，焊炬與所述的鉛合金零件成60° 角；
[0060] 當焊接厚度大于等于15mm時，W右焊法進行焊接，焊炬和所述的鉛合金零件成 90。角。
[0061] 在實際應用中，本發(fā)明的鉛合金腔體焊接方法的步驟如圖2所示。該鉛合金腔體 焊接的方法大致包括W下步驟：
[00的](1)焊前準備
[0063] 先采用機械方法，嚴格清理焊縫坡口兩側的毛刺及表面氧化膜。（機械清理可采采 用刮刀、錐刀等工具，對于較薄的氧化膜也可用0. 25mm的銅絲刷打磨清除氧化膜。）
[0064] 再進行化學清洗一級清洗，W下是化學清洗方法：
[0065] 油污可用脫脂劑去除；
[0066] 自然氧化物則用堿蝕（化OH)去除，但同產生新的氧化物；
[0067] 新的氧化物則用酸蝕（HF或HN03)去除，去除Si,但同產生新的氧化物Mg〇2、化0、 Fe2〇3 ;
[006引新的氧化物Mg02、化0、化203則用酸洗（歴03)去除，得到近乎純Al表面。
[0069] 清洗也按照鉛表面清洗的工藝，先用弱堿性脫脂劑將零件表面的油污和自然氧化 物去除，然后再硝酸和氨氣酸去除新生成的氧化物，最后再用硝酸去灰也叫出光，得到比較 純凈的鉛材表面。清洗工藝經過特殊要求適應半導體行業(yè)要求，清洗在無塵室中進行，所用 的清洗材料是高潔凈電子級材料，不會帶入其他的雜質污染，清洗用的水是超純水，通過該 方法清洗的零件表面可W通過相關檢測機構的離子測試。而一般清洗只能去除表面的油 污，零件表面還留有很多氧化物，會對后續(xù)加工造成不良影響。
[0070] 具體清洗工藝如下表所示：
[0071]

【權利要求】
1. 一種鋁合金腔體焊接方法，其特征在于，所述的方法包括以下步驟： (1) 清洗待焊接的各鋁合金零件； (2) 在清潔室組裝所述的各鋁合金零件； (3) 預熱所述的各鋁合金零件； (4) 將所述的鋁合金零件焊接為鋁合金腔體。
2. 根據權利要求1所述的鋁合金腔體焊接方法，其特征在于，所述的步驟（1)具體包括 以下步驟： (11) 物理清潔所述待焊接的鋁合金零件表面，去除毛刺及氧化膜； (12) 化學清洗所述待焊接的鋁合金零件的氧化層。
3. 根據權利要求2所述的鋁合金腔體焊接方法，其特征在于，所述的步驟（12)具體包 括以下步驟： (12-1)利用脫脂劑去除所述零件表面的油污； (12-2)利用堿蝕去除所述零件表面的自然氧化物； (12-3)利用酸蝕去除所述零件表面的一類新氧化物； (12-4)利用酸洗去除所述零件表面的二類新氧化物。
4. 根據權利要求1所述的鋁合金腔體焊接方法，其特征在于，所述的步驟（2)在清潔室 組裝所述的鋁合金零件，具體為： 在清潔室利用定位銷將所述的各鋁合金零件相互定位。
5. 根據權利要求1所述的鋁合金腔體焊接方法，其特征在于，所述的步驟（3)預熱所述 的各鋁合金零件，具體為： 利用電熱絲加熱板將所述的各鋁合金零件的溫度及所述的各鋁合金零件之間的空腔 溫度加熱到預定溫度。
6. 根據權利要求5所述的鋁合金腔體焊接方法，其特征在于，在所述的鋁合金零件厚 度大于8毫米的情況下，將所述的各鋁合金零件的溫度加熱至80°C至120°C，并將及所述的 各鋁合金零件之間的空腔溫度加熱到60°C至100°C。
7. 根據權利要求1至6中任一項所述的鋁合金腔體焊接方法，其特征在于，所述的步驟 (4)將所述的鋁合金零件焊接為鋁合金腔體，具體為： 利用交流鎢極氬弧焊方法焊接所述的各鋁合金零件間的縫隙，形成所述的鋁合金腔 體。
8. 根據權利要求7所述的鋁合金腔體焊接方法，其特征在于，所述的步驟（4)具體包括 以下步驟： (41) 化學清洗鋁硅焊絲，去除鋁硅焊絲上的油脂和氧化物，并預熱所述鋁硅焊絲； (42) 利用所述的鋁硅焊絲，并采用腔體內部連續(xù)焊接方法焊接所述的各鋁合金零件間 的縫隙。
9. 根據權利要求8所述的鋁合金腔體焊接方法，其特征在于，所述的腔體內部連續(xù)焊 接方法具體為： 當焊接厚度小于15mm時，以左焊法進行焊接，焊炬與所述的鋁合金零件成60°角； 當焊接厚度大于等于15mm時，以右焊法進行焊接，焊炬和所述的鋁合金零件成90° 角。
【文檔編號】B23K9/167GK104259629SQ201410386767
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年8月7日 優(yōu)先權日:2014年8月7日
【發(fā)明者】石小輝, 錢小峰 申請人:托倫斯精密機械（上海）有限公司