CN101648312A

CN101648312A - 铝材料的焊接方法

Info

Publication number: CN101648312A
Application number: CN200910149147A
Authority: CN
Inventors: 姚力军; 潘杰; 王学泽; 汪涛; 刘庆
Original assignee: Ningbo Jiangfeng Electronic Material Co Ltd
Current assignee: Ningbo Jiangfeng Electronic Material Co Ltd
Priority date: 2009-06-17
Filing date: 2009-06-17
Publication date: 2010-02-17
Anticipated expiration: 2029-06-17
Also published as: CN101648312B

Abstract

铝材料的焊接方法，包括在第一铝材料的第一接合区形成第一焊接部，在第二铝材料的第二接合区形成第二焊接部；拼接所述第一焊接部、第二焊接部形成焊槽；用喷枪在该焊槽处进行焊接，加热过程中，焊料进入焊槽形成熔池，最后熔池冷却后形成焊点。本发明形成的焊点深度深，加强了焊接的牢固度。

Description

铝材料的焊接方法

技术领域

本发明涉及一种的焊接方法，尤其涉及一种铝材料的惰性气体保护焊接方法。

背景技术

铝材料在焊接时极易被氧化，生成氧化铝，氧化铝熔点高、非常稳定，从而阻碍母材的熔化和熔合。目前，铝及铝合金焊接多采用惰性气体保护焊，可以阻止铝在焊接时氧化。惰性气体保护焊包括非熔化极惰性气体保护焊和熔化极惰性气体保护焊。

非熔化极惰性气体保护焊是电弧在非熔化极和工件之间燃烧，在焊接电弧周围流过一种不和金属起化学反应的惰性气体，形成一个保护气罩，使非熔化极、电弧和熔池及已处于高温的金属不与空气接触，防止氧化和吸收有害气体，从而形成致密的焊接接头，其力学性能非常好。通常该非熔化极采用钨极，惰性气体为氩气。

熔化极惰性气体保护焊以可熔化的焊丝作为电极，焊丝通过丝轮送进，在母材与焊丝之间产生电弧，使焊丝和母材熔化，并用惰性气体氩气保护电弧和熔融金属来进行焊接。

图1A是现有第一、第二铝管焊接前剖面示意图。第一铝管1A具有第一管壁11A，第一管壁11A剖面为圆形。其中，第一管壁11A具有第一接合区16A，第一接合区16A具有第一焊接面12A。第二铝管2A具有第二管壁21A，第二管壁21A剖面为圆形。其中，第二管壁21A具有第二接合区26A，第二接合区26A具有第二焊接面22A。

图1B是现有第一、第二铝管焊接后剖面示意图。首先，通过第一焊接面12A和第二焊接面22A的接触，将第一铝管1A的第一接合区16A和第二铝管2A的第二接合区26A对接。然后用焊枪对第一接合区16A、第二接合区26A的接口处加热，直至熔化状态，形成熔池，最后冷却形成连接焊点3A，从而将第一铝管1A和第二铝管2A连接成为一体。

如图1B所示，连接焊点3A在第一铝管1A和第二铝管2A的接口外表面很浅处，导致第一铝管1A和第二铝管2A的连接牢度不够，即便在较小的外力作用下，也容易发生断裂。

发明内容

本发明解决的问题是，现有焊接深度浅，焊接牢度不够。

为解决上述问题，本发明提供一种铝材料的焊接方法，包括：在第一铝材料的第一接合区形成第一焊接部，在第二铝材料的第二接合区形成第二焊接部；拼接所述第一焊接部、第二焊接部形成一焊槽；在所述焊槽处进行焊接。

在一个实施例中，采用机械加工方式形成焊接部。焊接部剖面为圆弧形。焊接部剖面圆弧形的半径大于焊枪的枪头直径。

在另一个实施例中，焊接部剖面为矩形。焊接部剖面矩形的宽度大于焊枪的枪头直径。

在又一实施例中，该焊接方法还包括，进行焊前处理。焊前处理包括焊前清洗和/或焊前预热。

在又一实施例中，该焊接方法还包括，铺设垫板。

在又一实施例中，该焊接方法还包括，进行焊后处理。

与现有技术相比，本发明在焊接前分别在两个预焊接材料上形成一焊接部，然后在焊接部拼接形成的焊槽处进行施焊，焊接后形成的焊点较大，明显提高了焊接的深度，加强了焊接的牢固度。并且可以根据实际需要的焊接深度，调节焊接部的高度，这样使形成的焊点大小变的可控。对于较大型的待焊材料，可以大幅度增加焊接部高度，增加焊接牢固度。

附图说明

图1A是现有第一铝管、第二铝管焊接前剖面示意图；

图1B是现有第一铝管、第二铝管焊接后剖面示意图；

图2是本发明焊接流程图；

图3A是本发明一实施例的第一铝管、第二铝管焊接前剖面示意图；

图3B是本发明一实施例的第一铝管、第二管对接后剖面示意图；

图3C是本发明一实施例的第一铝管、第二管焊接后剖面示意图；

图4A是现有焊接面为阶梯状的第一铝管、第二铝管焊接前示意图；

图4B是本发明另一实施例中焊接面为阶梯状的第一铝管、第二铝管焊接前剖面示意图；

图4C是本发明另一实施例中焊接面为阶梯状的第一铝管、第二铝管对接后剖面示意图；

图4D是本发明另一实施例中焊接面为阶梯状的第一铝管、第二铝管焊接后剖面示意图；

图5是本发明另一实施例的焊接流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

参考图2所示，为本发明焊接流程图。本发明的焊接方法包括：步骤S101，在第一铝材料的第一接合区形成第一焊接部，在第二铝材料的第二接合区形成第二焊接部；步骤S102，拼接所述第一焊接部、第二焊接部形成一焊槽；步骤S103，在焊槽处进行焊接。

为了清楚体现本发明的发明主旨，以下实施例以铝管的焊接方法作说明。

实施例一：

在步骤S101中，用机械加工的处理方式在第一铝管1A上形成第一焊接部13A，第二铝管2A上形成第二焊接部23A。

在本实施例中，采用现有技术中如图1A所示的铝管，第一铝管1A具有第一管壁11A，第一管壁11A剖面为圆形。其中，第一管壁11A具有第一接合区16A，第一接合区16A具有第一焊接面12A。第二铝管2A具有第二管壁21A，第二管壁21A剖面为圆形。其中，第二管壁21A具有第二接合区26A，第二接合区26A具有第二焊接面22A。

然后，用机械加工的处理方式在第一铝管1A的第一接合区16A上形成第一焊接部13A。在第二铝管2A的第二接合区26A上形成第二焊接部23A，如图3A所示。

采用一较佳实施例，用机械加工的处理方式在第一铝管1A的第一接合区16A上形成剖面为圆弧形的第一焊接部13A，第二铝管2A的第二接合区26A上形成剖面为圆弧形的第二焊接部23A。第一焊接部13A和第二焊接部23A的圆弧形半径相同，并且最好大于施焊时所用焊枪的枪头的直径。例如，焊接焊枪的枪头直径为2毫米，则第一焊接部13A和第二焊接部23A的半径为3毫米。

可以应用数控车床在第一铝管1A的第一接合区16A上形成第一焊接部13A，第二铝管2A的第二接合区26A上形成第二焊接部23A。另外，也可以应用铣加工形成第一焊接部13A、第二焊接部23A，或者机械加工中的其他常用技术手段。

上述第一焊接部13A、第二焊接部23A以剖面为圆弧作举例说明，但是焊接部的形状不限于此，也可以为矩形、椭圆形、三角形等。例如，用机械加工的处理方式在第一铝管1A的第一接合区16A上形成剖面为矩形的第一焊接部13A，第二铝管2A的第二接合区26A上形成剖面为矩形的第二焊接部23A。第一焊接部13A和第二焊接部23A的矩形高度相同，长度大于焊枪枪头的直径。更具体的，焊接焊枪的枪头直径为2毫米，则第一焊接部13A和第二焊接部23A剖面矩形的长为3毫米。第一焊接部13A和第二焊接部23A的高度根据实际焊接牢度的需要而定，但应保持两焊接部高度大小的一致性。如果待焊接部件很大，需要加强焊接牢度，则第一焊接部13A和第二焊接部23A的高度相应增大。

进行步骤S102，参考图3B，通过第一焊接面12A和第二焊接面22A的接触，将第一铝管1A的第一接合区16A和第二铝管2A的第二接合区26A对接，拼接后的第一焊接部13A和第二焊接部23A形成一焊槽4A。

当第一焊接部13A和第二焊接部23A剖面为圆弧形且半径相同时，或第一焊接部13A和第二焊接部23A的剖面为矩形且高度相同时，拼接后第一焊接部13A和第二焊接部23A形成的焊槽4A底部平滑。避免了施焊中因焊槽4A底部凹凸不平而引起的焊料堆积不均匀。同时，第一焊接部13A和第二焊接部23A的圆弧半径大于焊枪枪头的直径，可以使焊枪的枪头可以完全深入焊槽4A的底部，使焊料完全填充到焊槽中4A的底部，强化了焊接效果。

参考图3C，形成焊槽4A后，进入步骤S104的焊接过程。

根据本发明的一个实施例，焊接采用非熔化极惰性气体保护焊。在焊槽4A处施焊，焊料进入焊槽4A内并形成熔池。焊接选用较大电流，保证焊透及熔点良好的情况下，采用较快的焊接速度，电弧电压在20～30V之间。选用小线能量，减少熔池存在时间，从而减少气体中氢的溶入，同时又能保证根部焊透。焊接中保持焊丝端部始终置于氩气保护之内。施焊后，形成焊点5A。此时形成的焊点5A较现有技术形成的焊点3A明显在高度上高很多。这样导致焊接深度变深，从而焊接牢度加强。

上述以非熔化极惰性气体保护焊作举例说明，但是焊接方法不限于此，也可以为熔化极惰性气体保护焊。

为了达到更好的焊接效果，可以增加对第一焊接部、第二焊接部进行焊前处理步骤S104，在第一、第二接合区铺设垫板步骤S105，以及焊后处理步骤S106。

如图6所示，执行完步骤S101后进行步骤S104的焊前处理，然后进入铺设垫板步骤S105，继续执行S102、S103，施焊后，进行最后的焊后处理步骤S106。此处仅列举一种较好实施方式，不可用于限制步骤S104、S105、S106的顺序。例如，步骤S104、S105也可在步骤S102后进行。

步骤S104的焊前处理，包括焊前清洗和/或焊前预热处理。

焊前清洗可以应用化学方法，先用丙酮、汽油、煤油等有机溶剂对第一焊接部13A和第二焊接部23A表面去油。然后，用40℃～70℃的5％～10％NaOH溶液碱洗3min～7min(纯铝时间稍长但不超过20min)，流动清水冲洗，接着用60℃的30％HNO₃溶液酸洗1min～3min，流动清水冲洗，风干或低温干燥。

也可以应用机械方法进行焊接前清洗，先用丙酮、汽油等有机溶剂擦试第一焊接部13A和第二焊接部23A表面以除油，随后直接用直径为0.15mm～0.2mm的铜丝刷或不锈钢丝刷子刷，刷到露出金属光泽为止。

最好在清理好焊接部的2小时内实施焊接处理，清理好的焊丝最好在8小时内用完，否则重新处理。

在焊前预热处理中，可用电炉或喷灯等对第一焊接部13A和第二焊接部23A加热，预热温度可为100℃～200℃。预热可使焊件减小变形、减少气孔等缺陷。

步骤S105，即在第一接合区、第二接合区铺设垫板步骤，可以用垫板托住熔池及附近铝金属，防止熔融的金属变形。例如，在第一铝管1A和第二铝管2A的焊接处管内插入一根铜棒。

在步骤S106中，对已焊接在一起的第一铝管1A、第二铝管2A焊接处进行热水冲刷或蒸气吹刷，然后再在60℃～80℃左右、浓度为2％～3％的铬酐水溶液或重铬酸钾溶液中浸洗5min～10min，并用硬毛刷洗刷，然后在热水中冲刷洗涤，用烘箱烘干，或用热空气吹干，也可自然干燥。

实施例二：

上述实施例一仅是本发明所举的一个示例而已，并非本发明的全部技术思想，为了更好的体现本发明主旨，增加一个焊接面呈阶梯形的铝管焊接方式。

图4A是现有焊接面为阶梯状的第一铝管1B、第二铝管2B焊接前示意图。第一铝管1B具有第一管壁11B，第一管壁11B剖面为圆形。其中，第一管壁11B具有第一接合区16B，第一接合区16B具有凸端14、凹端15、第一焊接面12B，凸端14和凹端15使焊接面12B呈阶梯形。第二铝管2A具有第二管壁21B，第二管壁21B剖面为圆形。其中，第二管壁21B具有第二接合区26B，第二接合区26B具有凹端24、凸端25、第二焊接面22B，凹端24、凸端25使焊接面22B与焊接面12B呈互补的阶梯形。

用机械加工的处理方式在第一铝管1B的第一接合区16B的凸端14上形成第一焊接部13B。在第二铝管2B的第二接合区26B的凹端24上形成第二焊接部23B，如图4B所示。

进行步骤S102，参考图4C，通过阶梯形的第一焊接面12B和与焊接面12B呈互补阶梯形的第二焊接面22B的接触，将第一铝管1B的第一接合区16B和第二铝管2B的第二接合区26B对接，拼接后的第一焊接部13B和第二焊接部23B形成一焊槽4B。

参考图4D，形成焊槽4B后，进入步骤S104的焊接过程。施焊后，形成焊点5B。

以上关于实施例二的内容，仅着重描述了实施例二与实施例一的区别。方法中的其他步骤及参数与实施例一相同。在此不再一一赘述。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims

1.一种铝材料的焊接方法，其特征在于包括：

在第一铝材料的第一接合区形成第一焊接部，在第二铝材料的第二接合区形成第二焊接部；

拼接所述第一焊接部、第二焊接部形成一焊槽；

在所述焊槽处进行焊接。

2.如权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，采用机械加工方式形成所述第一焊接部、第二焊接部。

3.如权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述第一焊接部、第二焊接部剖面为圆弧形。

4.如权利要求3所述的焊接方法，其特征在于，所述第一焊接部、第二焊接部剖面圆弧形的半径相同。

5.如权利要求4所述的焊接方法，其特征在于，所述第一焊接部、第二焊接部剖面圆弧形的半径大于焊枪的枪头直径。

6.如权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述第一焊接部、第二焊接部剖面为矩形。

7.如权利要求6所述的焊接方法，其特征在于，所述第一焊接部、第二焊接部剖面矩形的高度相同。

8.如权利要求7所述的焊接方法，其特征在于，所述第一焊接部、第二焊接部剖面矩形的长度大于焊枪的枪头直径。

9.如权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，还包括对第一焊接部、第二焊接部进行焊前处理。

10.如权利要求9所述的焊接方法，其特征在于，所述焊前处理包括对第一焊接部、第二焊接部进行焊前清洗。

11.如权利要求10所述的焊接方法，其特征在于，所述焊前清洗为化学清洗，包括：

使用有机溶剂对第一焊接部和第二焊接部表面去油；

用40℃～70℃的5％～10％NaOH溶液碱洗3min～7min；

流动清水冲洗；

用60℃的30％HNO₃溶液酸洗1min～3min；

流动清水冲洗；

风干或低温干燥。

12.如权利要求10所述的焊接方法，其特征在于，所述焊前清洗为物理清洗，包括：

用有机溶剂擦试第一焊接部和第二焊接部表面以除油；

用直径为0.15mm～0.2mm的铜丝刷或不锈钢丝刷子刷，刷到露出金属光泽为止。

13.如权利要求9所述的焊接方法，其特征在于，所述焊前处理包括对第一焊接部、第二焊接部进行焊前预热。

14.如权利要求13所述的焊接方法，其特征在于，所述焊前预热中，用电炉或喷灯对第一焊接部和第二焊接部加热，预热温度为100℃～200℃。

15.如权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，还包括在第一、第二接合区铺设垫板。

16.如权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，还包括进行焊后处理。