QCr0.8與高強不銹鋼的CMT焊接工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種焊接工藝方法，適用于壁厚δ1. 5mm~5mm的Q化0. 8銘青銅與高 強不誘鋼（壁厚>δ8mm)搭接接頭結(jié)構(gòu)的焊接。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)階段采用手工氣弧焊進(jìn)行Q化0. 8銘青銅與高強不誘鋼的焊接。該方法首先對 鋼側(cè)待焊表面進(jìn)行打磨，然后使用銅焊絲，采用手工氣弧焊的方法焊接Q化0. 8銘青銅與高 強不誘鋼搭接接頭。
[0003] Q化0. 8銘青銅散熱較快，為保證銅側(cè)烙合良好、焊接接頭處形成有效的烙池，一般 采用低焊速、大電流的方式進(jìn)行QCrO. 8銘青銅與高強不誘鋼手工氣弧焊焊接。但是，此種 方法容易造成焊接熱輸入過大。熱輸入增大時，在焊縫表面容易產(chǎn)生熱裂紋，同時，在焊縫 內(nèi)部銅-鋼交接處的鋼側(cè)將形成液態(tài)銅的滲透裂紋，由此造成銅-鋼連接焊縫的強度大幅 降低。同時，手工焊時焊縫接頭較多，接頭處因起弧、收弧而多次受熱，使得晶粒嚴(yán)重長大， 所W此處焊縫的塑性等顯著下降。
[0004] 綜上，采用手工氣弧焊進(jìn)行Q化0. 8銘青銅與高強不誘鋼的焊接，其焊縫強度較 低，焊接質(zhì)量波動較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種CMT焊接工藝，能夠提高Q化0. 8銘青 銅與高強不誘鋼連接焊縫連接強度和焊接質(zhì)量可靠性。
[0006] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案包括W下步驟：
[0007] (1)對高強不誘鋼零件進(jìn)行預(yù)處理，確保表面光潔度《3. 2μπι;在高強不誘鋼零 件的待焊面預(yù)置中間層，中間層的底部為3~6μπι的儀，上部為5~15μπι的銅； 陽00引 似當(dāng)Q化0. 8零件的壁厚大于2mm時，對Q化0. 8零件加工出焊接坡口，坡口角度 為30。~50。，純邊不大于1mm;然后對Q化0.8零件進(jìn)行表面潔凈處理；
[0009] (3)將高強不誘鋼零件和Q化0. 8零件裝配為待焊件，組成搭接接頭結(jié)構(gòu)，裝配間 隙不大于0. 15mm，高強不誘鋼零件凸出Q化0. 8零件端面長度不小于10mm;
[0010] (4)將待焊件裝夾，當(dāng)Q化0. 8零件壁厚小于等于2mm時，待焊件與水平方向夾角 為50。~70。，焊炬與待焊面垂直，焊絲與Q化0.8零件端面齊平；當(dāng)Q化0.8零件壁厚大于 2mm時，待焊件與水平方向夾角為30。~50。，焊炬與豎直方向夾角為10。~30。，焊絲與 坡口邊緣水平偏移1~3mm;
[0011] (5)進(jìn)行焊接，當(dāng)Q化0. 8零件壁厚小于等于2mm時，焊接電流為125~145A，焊接 電壓為15~20V，焊接速度為35~45cm/min，送絲速度為4~5m/min，擺幅為0. 2mm，擺速 為900cm/min;當(dāng)Q化0. 8零件壁厚大于2mm時，焊接電流為160~200A，焊接電壓為17~ 27V，焊接速度為40~55cm/min，送絲速度為6~8m/min，擺幅為0. 5mm，擺速為900cm/ mi打；
[0012] (6)焊后對焊縫表面氧化層進(jìn)行清理，并對焊縫進(jìn)行外觀檢查。
[0013] 本發(fā)明的有益效果是：
[0014] (1)采用CMT焊接方法，在保證焊接質(zhì)量的同時，最大程度的降低了焊接熱輸入 量，避免熱裂紋等焊接缺陷的產(chǎn)生；
[0015] (2)在鋼側(cè)待焊表面預(yù)置中間層，提高了焊縫的成型質(zhì)量，避免了焊縫內(nèi)部銅向鋼 側(cè)滲入的產(chǎn)生；
[0016] (3)實現(xiàn)了Q化0. 8和高強不誘鋼間的烙針焊連接，其接頭強度達(dá)到銅側(cè)母材強度 的85%W上；
[0017] (4)采用自動化程度較高的CMT焊接工藝，提高了焊接質(zhì)量的可靠性和穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0018] 圖1 (a)為第一種搭接接頭結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖1化）為第一種搭接接頭結(jié)構(gòu)形式的焊接姿態(tài)示意圖；
[0020] 圖2 (a)為第二種搭接接頭結(jié)構(gòu)形式示意圖；
[0021] 圖2(b)為第二種搭接接頭結(jié)構(gòu)形式的焊接姿態(tài)示意圖。
【具體實施方式】
[0022] 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明，本發(fā)明包括但不僅限于下述實施 例。
[0023] 本發(fā)明采用CMT焊接工藝實現(xiàn)對不同厚度的Q化0. 8銘青銅與高強不誘鋼零件的 烙針焊連接，包括下列步驟：
[0024] (1)對鋼件進(jìn)行預(yù)處理后，在鋼側(cè)待焊面預(yù)置中間層；
[00巧](2)根據(jù)銅側(cè)零件壁厚，加工合適的焊接坡口，然后對銅件進(jìn)行表面處理，提高表 面潔凈度；
[0026] 做將銅、鋼零件進(jìn)行裝配，組成搭接接頭結(jié)構(gòu)；
[0027] (4)將待焊件裝夾，選擇合適的焊接姿態(tài)；
[0028] (5)根據(jù)待焊零件壁厚和坡口形式，選擇合適的焊接參數(shù)進(jìn)行焊接；
[0029] (6)焊后對零件表面進(jìn)行清理，并借助工具進(jìn)行外觀檢查。
[0030] 所述步驟（1)中，鋼件預(yù)處理后，表面光潔度《3. 2μπι;鋼表面預(yù)置中間層：底層 為儀3~6μm，上層為銅5~15μm。
[0031] 所述步驟（2)中，Q化0. 8和高強不誘鋼的壁厚組合有兩種：當(dāng)銅側(cè)壁厚小于等于 2mm時，銅側(cè)不加工焊接坡口，如附圖1 (a)所示，主要由壁厚δ1. 5mm~2mm的Q化0. 8銘青 銅1-1和高強不誘鋼（壁厚>δ8mm) 2組成，其中L1為鋼凸出銅側(cè)的長度；當(dāng)銅側(cè)壁厚大 于2mm時，對銅件加工出焊接坡口，坡口角度30。~50。，純邊不大于1mm，如圖2(a)，主要 由壁厚δ2mm~5mm的Q化0. 8銘青銅1-2和高強不誘鋼（壁厚>δ8mm) 2組成，其中曰 為銅件的焊接坡口角度，L2為鋼凸出銅側(cè)的長度。
[0032] 所述步驟（3)中，銅、鋼裝配后，兩零件裝配間隙不大于0.15mm，鋼凸出銅端面長 度不小于10mm。
[0033] 所述步驟（4)中，根據(jù)Q化0.8和高強不誘鋼的壁厚組合，可將工件的焊接姿態(tài)分 為兩種：當(dāng)銅側(cè)壁厚小于等于2mm時，工件與水平方向夾角為50°~70°，焊炬與工件垂 直，焊絲與銅端面齊平，如附圖1(b)所示，其中φ為工件與水平方向的夾角；當(dāng)銅側(cè)壁厚大 于2mm時，工件與水平方向夾角為30。~50。，焊炬與豎直方向夾角為10。~30。，焊絲 與坡口邊緣水平偏移1~3mm，如附圖2(b)所示，其中丫為工件與水平方向的夾角，β為 焊炬與垂直方向的夾角，L3為焊絲至銅側(cè)坡口邊緣的距離。
[0034] 所述步驟巧）中焊接參數(shù)見下表：
[0035] 表2Q化0. 8與高強不誘鋼的CMT焊接工藝參數(shù)
[0036]
[0037] 所述步驟化）中，焊后用工具對焊縫表面氧化層進(jìn)行清理，然后對焊縫進(jìn)行外觀 檢查。
[0038] 針對圖1 (a)所示的第一種搭接接頭結(jié)構(gòu)形式，Q化0. 8銘青銅壁厚為2mm，高強不 誘鋼壁厚為15mm，本發(fā)明用下優(yōu)選實施例詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方式：
[0039] (1)對高強不誘鋼待焊表面進(jìn)行拋光，表面光潔度3. 2μm;
[0040] (2)在鋼側(cè)待焊表面預(yù)置中間層：底層儀層厚度5μm，上層銅層厚度10μm;對銅 表面進(jìn)行預(yù)處理，去除表面氧化層；
[0041] (3)裝配Q化0. 8和高強不誘鋼，保證兩零件間隙不大于0. 15mm，鋼側(cè)凸出銅側(cè)L1 為 10mm；
[0042](4)將工件裝夾上變位機，使得工件與水平方向夾角φ為65°，同時焊炬與工件平 面垂直，焊絲與銅端面齊平； 陽0創(chuàng) 妨采用CMT工藝進(jìn)行焊接，工藝參數(shù)為：焊接電流140Α，焊接電壓20V，焊接速度 42cm/min，送絲速度5m/min，擺動偏量0. 2mm，擺動速度900cm/min。
[0044] 針對圖2 (a)所示的第二種搭接接頭結(jié)構(gòu)形式，Q化0. 8銘青銅壁厚為5mm，高強不 誘鋼壁厚為20mm，本發(fā)明用下優(yōu)選實施例詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方式：
[0045] (1)對高強不誘鋼待焊表面進(jìn)行拋光，表面光潔度3. 2μm; 陽046] 似在鋼側(cè)待焊表面預(yù)置中間層：底層儀層厚度6μπι，上層銅層厚度15μπι;
[0047] (3)對銅件加工焊接坡口，角度α為45°，純邊1mm，在對銅表面進(jìn)行預(yù)處理，去除 表面氧化層；
[0048] (4)裝配Q化0. 8和高強不誘鋼，保證兩零件間隙不大于0. 15mm，鋼側(cè)凸出銅側(cè)L2 為 10mm；
[0049](5)將工件裝夾上變位機，使得工件與水平方向夾角γ為45°，焊炬與豎直方向 夾角β為20°，焊絲與坡口水平方向偏移量L3為3η皿；
[0050] (6)采用CMT工藝進(jìn)行焊接，工藝參數(shù)為：焊接電流195Α，焊接電壓22V，焊接速度 53cm/min，送絲速度7. 5m/min，擺動偏量0. 5mm，擺動速度900cm/min。
【主權(quán)項】
1. 一種QCrO. 8與高強不銹鋼的CMT焊接工藝，其特征在于包括下述步驟： (1) 對高強不銹鋼零件進(jìn)行預(yù)處理，確保表面光潔度< 3. 2μm;在高強不銹鋼零件的 待焊面預(yù)置中間層，中間層的底部為3~6μπι的鎳，上部為5~15μπι的銅； (2) 當(dāng)QCrO. 8零件的壁厚大于2mm時，對QCrO. 8零件加工出焊接坡口，坡口角度為 30°~50°，鈍邊不大于1mm;然后對QCrO. 8零件進(jìn)行表面潔凈處理； (3) 將高強不銹鋼零件和QCrO. 8零件裝配為待焊件，組成搭接接頭結(jié)構(gòu)，裝配間隙不 大于0. 15mm，高強不銹鋼零件凸出QCrO. 8零件端面長度不小于10mm; (4) 將待焊件裝夾，當(dāng)QCrO. 8零件壁厚小于等于2mm時，待焊件與水平方向夾角為 50°~70°，焊炬與待焊面垂直，焊絲與QCrO. 8零件端面齊平；當(dāng)QCrO. 8零件壁厚大于 2mm時，待焊件與水平方向夾角為30°~50°，焊炬與豎直方向夾角為10°~30°，焊絲與 坡口邊緣水平偏移1~3mm; (5) 進(jìn)行焊接，當(dāng)QCrO. 8零件壁厚小于等于2mm時，焊接電流為125~145A，焊接電 壓為15~20V，焊接速度為35~45cm/min，送絲速度為4~5m/min，擺幅為0. 2mm，擺速為 900cm/min;當(dāng)QCrO. 8零件壁厚大于2mm時，焊接電流為160~200A，焊接電壓為17~27V， 焊接速度為40~55cm/min，送絲速度為6~8m/min，擺幅為0. 5mm，擺速為900cm/min; (6) 焊后對焊縫表面氧化層進(jìn)行清理，并對焊縫進(jìn)行外觀檢查。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種QCr0.8與高強不銹鋼的CMT焊接工藝，首先對鋼件進(jìn)行預(yù)處理，在鋼側(cè)待焊面預(yù)置中間層；根據(jù)銅側(cè)零件壁厚加工焊接坡口，然后對銅件進(jìn)行表面潔凈處理；將銅、鋼零件進(jìn)行裝配后選擇焊接姿態(tài)，根據(jù)待焊零件壁厚和坡口形式選擇焊接參數(shù)進(jìn)行焊接；焊后對零件表面進(jìn)行清理，并進(jìn)行外觀檢查。本發(fā)明能夠提高QCr0.8鉻青銅與高強不銹鋼連接焊縫連接強度和焊接質(zhì)量可靠性。
【IPC分類】B23K31/02
【公開號】CN105312790
【申請?zhí)枴緾N201510817589
【發(fā)明人】李護(hù)林, 楊衛(wèi)鵬, 李雙吉, 朱笑睿, 高活潑, 吳振中
【申請人】西安航天發(fā)動機廠
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2015年11月23日