CN110253118B - 一种917钢板+铝钛钢复合材料焊接方法 - Google Patents

一种917钢板+铝钛钢复合材料焊接方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种917钢板+铝钛钢复合材料焊接方法，采用适合复合材料焊接的不锈钢焊丝MIG‑307Si，焊丝焊接设备，用二元混合气体(Ar+CO2)保护，按照钢铝过渡焊接参数，进行917钢板+复合材料的平对接、角对接的焊接；采用适合复合材料焊接的不锈钢焊条TS‑307HM，焊条焊接设备，进行复合材料与钢质构件的定位焊接；采用熔化极脉冲氩弧焊丝ER5183，焊丝焊接设备，用氩气Ar保护，按照对接铝基层焊接参数，进行过渡接头对接铝基层的焊接；本发明提供的917钢板+铝钛钢复合材料焊接方法，过渡接头对接后平直，无扭曲及表面裂纹，过渡接头与各构件角焊缝无表面气孔、焊瘤及表面裂纹。

Description

一种917钢板+铝钛钢复合材料焊接方法
技术领域
本发明属于焊接技术领域，具体涉及一种917钢板+铝钛钢复合材料焊接方法。
背景技术
对于917低磁钢+复合材料的焊接，以往都采用CW395焊条进行焊条电弧焊，这种焊接方法存在诸多问题：1.由于材料本身的特性，焊接时须采用断续灭弧焊法，工作效率低，而且磁偏吹现象严重，焊接操作困难，尤其立焊位置操作难度更大，焊工劳动强度大；2.因CW395焊条电弧焊热输入量较大，而917低磁钢具有导热性差、线膨胀系数大的特点，故焊接过程中极易产生焊接变形，尤其是薄板焊接时会出现明显挠曲变形；由于材料的固有特性，917低磁钢+复合材料采用CW395焊条进行焊条电弧焊时，焊缝质量难以保证。
发明内容
本发明的目的在于提供一种917钢板+铝钛钢复合材料焊接方法，旨在解决现有技术中917钢板与复合材料焊接时容易出现焊接变形的问题。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
本发明提供了一种917钢板+铝钛钢复合材料焊接方法，采用适合复合材料焊接的不锈钢焊丝MIG-307Si，焊丝焊接设备，用二元混合气体(Ar+CO2)保护，按照钢铝过渡焊接参数，进行917钢板+复合材料的平对接、角对接的焊接；采用适合复合材料焊接的不锈钢焊条TS-307HM，焊条焊接设备，进行复合材料与钢质构件的定位焊接；采用熔化极脉冲氩弧焊丝ER5183，焊丝焊接设备，用氩气Ar保护，按照对接铝基层焊接参数，进行过渡接头对接铝基层的焊接；具体焊接方法如下：
1)、焊接条件选用
①焊丝焊接设备选用：选用YD-350GL型焊机和熔化极脉冲氩弧焊机；
②焊条焊接设备选用：焊条电弧焊焊机(直流反接)；
③焊接材料选用：选用直径为1.0mm或者1.2mm的不锈钢焊丝MIG-307Si；二元混合气体(Ar+CO2)，二元混合气体的配比和纯度：CO2含量在0.5％～1.0％，余量为Ar；Ar纯度99.99％以上，CO2纯度99.5％以上；选用直径为2.6mm或者3.2mm的不锈钢焊条TS-307HM；选用直径为1.2mm的熔化极脉冲氩弧焊丝ER5183；复合材料选用铝钛钢的复合材料，复层铝板牌号为3003，过渡层为钛，基层为不锈钢；
④钢铝过渡焊接参数：
Figure BDA0002128690260000021
⑤对接铝基层焊接参数：
Figure BDA0002128690260000022
2)、焊接程序
①将917钢板与复合材料的对接采用角接形式安装，安装控制间隙≤2mm，进行复合材料与钢质构件的定位焊接，焊接电流应控制在100-140A范围内；②板缝采用机械加工的形式开坡口，打磨所有面坡口、露出原材料金属光泽；③焊接前采用不锈钢丝刷对待焊接的区域两侧不小于20mm范围内进行清理，去除表面的所有氧化膜及污物；当环境温度低于5摄氏度时，相对湿度大于85％时，焊前应采用热风对待焊区两侧不小于30mm预热，预热温度为50℃±10℃；④焊接时，先进行917钢板与复合材料过渡接头的焊接，然后进行过渡接头与铝基层的焊接；⑤在过渡接头的焊接中，焊接钢基侧或铝基侧，限制大电流大电压熔及中间层，中间层的缝隙待焊后充填粘接剂密封；⑥917钢板与过渡接头的焊接，采用多层多道焊，其焊接工艺为：
A.每层焊道的厚度不得大于4mm，以便于气泡的逸出；
B.多层焊施焊前，将层间用不锈钢丝刷清理干净并确认无缺陷后方可焊接下一层，且各层焊接接头相互错开；
C.焊接中断、再次引弧前，接头处用不锈钢钢丝刷清理干净，并确认无缺陷后焊接，以避免弧坑裂纹的产生。
采用二元混合气体保护焊焊接917钢板与复合材料的角焊缝，焊缝型式为双面焊；采用熔化极脉冲氩弧焊焊接铝质上建与复合材料中铝质层侧的焊缝，焊缝型式双面焊；在过渡接头的焊接中，焊接时应从复合材料中间向两端采用逐步退焊法，连续焊接长度应不大于300mm，以保证复合层界面的层间温度不大于200℃。
本发明的优点：
1、本发明提供的917钢板+铝钛钢复合材料焊接方法，过渡接头对接后平直，无扭曲及表面裂纹。
2、本发明提供的917钢板+铝钛钢复合材料焊接方法，过渡接头与各构件角焊缝无表面气孔、焊瘤及表面裂纹。
附图说明
图1为本发明所述的铝钛钢复合材料焊接结构示意图；
图2(a)为本发明所述的过渡接头平对接的焊接示意图；
图2(b)为本发明所述的过渡接头角对接的一个焊接示意图；
图2(c)为本发明所述的过渡接头角对接的又一个焊接示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图通过具体实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：917钢板+铝钛钢复合材料焊接方法，
(1)焊接设备为：选用YD-350GL型焊机、熔化极脉冲氩弧焊机和焊条电弧焊焊机(直流反接)；
(2)焊丝为：选用直径为1.0mm的不锈钢焊丝MIG-307Si，焊条为：不锈钢焊条TS-307HM；
(3)保护气体为：Ar+1.0％CO2；
(4)焊接参数为：
Figure BDA0002128690260000051
焊接过程：由两名持证焊工配合，如图1所示，按装配间隙为2mm的要求组装917钢板和铝钛钢复合材料，并对917钢板和铝钛钢复合材料实施横向加强，以防焊后变形；917钢板和铝钛钢复合材料组装完成后，按上述要求调节好设备及参数，进行复合材料与钢质构件的定位焊接，焊接电流应控制在100-140A范围内；然后焊接平对接的复合材料的过渡接头(如图2(a)所示)，采用机械加工的形式开坡口，打磨所有面坡口、露出原材料金属光泽，在过渡接头的焊接中，焊接时从复合材料中间向两端采用逐步退焊法，连续焊接长度不大于300mm，保证复合层界面的层间温度不大于200℃，焊接钢基侧或铝基侧，限制大电流大电压熔及中间层，中间层的缝隙待焊后充填粘接剂密封；然后焊接917钢板和复合材料，采用多层多道焊，每层焊道的厚度不得大于4mm，将层间用不锈钢丝刷清理干净并确认无缺陷后焊接下一层，且各层焊接接头相互错开，焊接中断、再次引弧前，接头处用不锈钢钢丝刷清理干净，以避免弧坑裂纹的产生。
实施例2：917钢板+铝钛钢复合材料焊接方法，
(1)焊接设备为：选用YD-350GL型焊机、熔化极脉冲氩弧焊机和焊条电弧焊焊机(直流反接)；
(2)焊丝为：选用直径为1.0mm的不锈钢焊丝MIG-307Si，焊条为：不锈钢焊条TS-307HM；
(3)保护气体为：Ar+0.5％CO2；
(4)焊接参数为：
Figure BDA0002128690260000061
焊接过程：由两名持证焊工配合，如图1所示，按装配间隙为2mm的要求组装917钢板和铝钛钢复合材料，并对917钢板和铝钛钢复合材料实施横向加强，以防焊后变形；917钢板和铝钛钢复合材料组装完成后，按上述要求调节好设备及参数，进行复合材料与钢质构件的定位焊接，焊接电流应控制在100-140A范围内；然后焊接角对接的复合材料的过渡接头(如图2(b)所示)，采用机械加工的形式开坡口，打磨所有面坡口、露出原材料金属光泽，在过渡接头的焊接中，焊接时从复合材料中间向两端采用逐步退焊法，连续焊接长度不大于300mm，保证复合层界面的层间温度不大于200℃，焊接钢基侧或铝基侧，限制大电流大电压熔及中间层，中间层的缝隙待焊后充填粘接剂密封；然后焊接917钢板和复合材料，采用多层多道焊，每层焊道的厚度不得大于4mm，将层间用不锈钢丝刷清理干净并确认无缺陷后焊接下一层，且各层焊接接头相互错开，焊接中断、再次引弧前，接头处用不锈钢钢丝刷清理干净，以避免弧坑裂纹的产生。

Claims (4)

1.一种917钢板+铝钛钢复合材料焊接方法，其特征在于：采用适合复合材料焊接的不锈钢焊丝MIG-307Si，焊丝焊接设备，用二元混合气体(Ar+CO2)保护，按照钢铝过渡焊接参数，进行917钢板+复合材料的平对接、角对接的焊接；采用适合复合材料焊接的不锈钢焊条TS-307HM，焊条焊接设备，进行复合材料与钢质构件的定位焊接；采用熔化极脉冲氩弧焊丝ER5183，焊丝焊接设备，用氩气Ar保护，按照对接铝基层焊接参数，进行过渡接头对接铝基层的焊接；具体焊接方法如下：
1)、焊接条件选用
①焊丝焊接设备选用：选用YD-350GL型焊机和熔化极脉冲氩弧焊机；
②焊条焊接设备选用：焊条电弧焊焊机， 直流反接；
③焊接材料选用：选用直径为1.0mm或者1.2mm的不锈钢焊丝MIG-307Si；二元混合气体(Ar+CO2)，二元混合气体的配比和纯度：CO2含量在0.5％～1.0％，余量为Ar；Ar纯度99.99％以上，CO2纯度99.5％以上；选用直径为2.6mm或者3.2mm的不锈钢焊条TS-307HM；选用直径为1.2mm的熔化极脉冲氩弧焊丝ER5183；复合材料选用铝钛钢的复合材料，复层铝板牌号为3003，过渡层为钛，基层为不锈钢；
④钢铝过渡焊接参数：
Figure FDA0002128690250000011
⑤对接铝基层焊接参数：
Figure FDA0002128690250000012
2)、焊接程序
①将917钢板与复合材料的对接采用角接形式安装，安装控制间隙≤2mm，进行复合材料与钢质构件的定位焊接，焊接电流应控制在100-140A范围内；
②板缝采用机械加工的形式开坡口，打磨所有面坡口、露出原材料金属光泽；
③焊接前采用不锈钢丝刷对待焊接的区域两侧不小于20mm范围内进行清理，去除表面的所有氧化膜及污物；当环境温度低于5摄氏度时，相对湿度大于85％时，焊前应采用热风对待焊区两侧不小于30mm预热，预热温度为50℃±10℃；
④焊接时，先进行917钢板与复合材料过渡接头的焊接，再进行复合材料过渡接头与铝基层的焊接；
⑤在过渡接头的焊接中，焊接钢基侧或铝基侧，限制大电流大电压熔及中间层，中间层的缝隙待焊后充填粘接剂密封；
⑥917钢板与过渡接头的焊接，采用多层多道焊，其焊接工艺为：
A.每层焊道的厚度不得大于4mm，以便于气泡的逸出；
B.多层焊施焊前，将层间用不锈钢丝刷清理干净并确认无缺陷后焊接下一层，且各层焊接接头相互错开；
C.焊接中断、再次引弧前，接头处用不锈钢钢丝刷清理干净，以避免弧坑裂纹的产生。
2.如权利要求1所述的917钢板+铝钛钢复合材料焊接方法，其特征在于：采用二元混合气体保护焊焊接917钢板与复合材料的角焊缝，焊缝型式为双面焊。
3.如权利要求1所述的917钢板+铝钛钢复合材料焊接方法，其特征在于：采用熔化极脉冲氩弧焊焊接铝质上建与复合材料中铝质层侧的焊缝，焊缝型式双面焊。
4.如权利要求1所述的917钢板+铝钛钢复合材料焊接方法，其特征在于：在过渡接头的焊接中，焊接时从复合材料中间向两端采用逐步退焊法，连续焊接长度不大于300mm，保证复合层界面的层间温度不大于200℃。
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