CN102225488A - 铝镁合金板材的焊接工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种铝镁合金板材的焊接工艺，依次包括如下步骤：清理焊接表面并开坡口；用泡沫石棉板夹紧板材的上、下两平面并固定在焊接工装上；对被焊接铝镁合金板材在焊接区域进行预热处理；电焊固定；多层多道焊接；焊接完成后，立即去掉泡沫石棉板，用干冰粉喷撒在焊接区域，使铝镁合金板材的焊接区域快速冷却，直到焊接处表面温度至环境温度，停止喷撒干冰粉；最后拆卸工装，取出被焊接的铝镁合金板材。本发明的铝镁合金板材的焊接工艺不易出现未熔合、未焊透气孔和裂纹现象，焊接后变形小且焊接区域的强度高。

Description

铝镁合金板材的焊接工艺

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，特别是铝镁合金板材的焊接工艺。

背景技术

一般铝镁合金板材在焊接时，由于铝镁合金板材的热传导比较快，焊接时热量散失较快，焊接熔池因热量不足经常出现未熔合，未焊透、气孔和裂纹的缺陷；而焊接后采用自然冷却，大量的热量积聚在工件中不能立即散去，导致金属内部晶粒长大，金属强度降低较多。另一方面，输入的大量热量使焊件在高温停留较长时间，导致焊接变形大，直接影响产品的质量。

发明内容

本发明的目的是克服上述缺点而提供一种减少气孔，焊接变形、未焊透、未熔合、裂纹等缺陷的铝镁合金板材的焊接工艺。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：铝镁合金板材的焊接工艺，其创新在于，依次包括如下步骤：

①对被焊接铝镁合金板材开焊缝坡口；

②对被焊接铝镁合金板材表面的焊接区域进行清理；

③将被焊接铝镁合金板材的上、下两平面接近焊接区域处，用泡沫石棉板夹紧固定；

④将固定好泡沫石棉板的铝镁合金板材放在由平台、定位块和夹紧块组成的工装上，将其夹紧定位；

⑤对被焊接铝镁合金板材在焊接区域进行预热处理；

⑥用MIG熔化极惰性气体保护焊机对装在所述工装上的铝镁合金板材进行点焊固定连接；

⑦焊接，采用多层多道焊接，每完成一层、一道焊缝，均需要用红外线测温仪测量焊接处表面温度，保证每层焊缝表面温度均在50~100℃之间；

⑧焊接完成后，立即去掉泡沫石棉板，用干冰粉喷撒在焊接区域，使铝镁合金板材的焊接区域快速冷却，直到焊接处表面温度至环境温度，停止喷撒干冰粉；

⑨最后拆卸工装，取出被焊接的铝镁合金板材。

所述被焊接铝镁合金板材的上、下两面在距离焊缝边缘10mm处用泡沫石棉板夹紧固定。

所述泡沫石棉板的厚度为20~50mm，且用C型夹将上、下两面的泡沫石棉板与铝镁合金板材一起夹紧固定。

所述固定好泡沫石棉板的铝镁合金板材放置在由平台、定位块和夹紧块组成的工装上，并调整被焊接的两块铝镁合金板材之间的间隙为2~3mm，然后将夹紧块拧紧固定。

所述预热处理采用氧—丙烷气体预热，预热温度为100~150℃，在离焊接坡口边缘小于50mm处，用红外线测温仪测量。

所述惰性气体保护焊机，采用保护气体为99.99%的氩气。

所述用干冰粉喷撒在焊接区域为焊缝中心线两侧各200mm之间。

所述点焊固定连接，焊点长度为45~55mm，间隔为80~150mm。

采用本发明的工艺进行铝镁合金板材的焊接，由于在铝镁合金板材在接近焊缝边缘处的上、下两面均用泡沫石棉板将铝镁合金板材夹紧固定。在焊接时，对铝镁合金板材起到了保温作用，在焊接过程中采用多层、多道的焊接、并保证每层焊缝表面温度均在50~100℃之间，这样，可以使两个工件的焊接坡口之间的焊缝熔池中保温时间长，不易出现未熔合和未焊透气孔和裂纹现象，而在焊接完成后，立即拆下石棉板，并用干冰粉喷撒在焊接区域，由于干冰蒸发的导热效果使焊接区域极速冷却，减少了焊接变形。同时因为缩短了在高温下停留的时间，减弱了晶粒长大的倾向，改善了焊接区域的强度。

附图说明

图1是本发明铝镁合金板材的焊接工艺一个实施例的工作状态结构示意图；

图2是图1的俯视图。

具体实施方式

以下结合附图给出的实施例，对本发明的铝镁合金板材的焊接工艺作进一步详细描述。

实施例：以两块厚度为20mm的5052铝镁合金板材对焊为例，其长宽尺寸不限，参见图1、2，依次包括如下步骤：

①铝镁合金板材3焊接处开坡口30~35度，钝边0~1mm，有利于焊缝的熔合；

②焊前用不锈钢丝刷清理20mm以内焊接区域；去除工件表面的氧化膜，清理表面油污；

③在铝镁合金板材3的上、下两面离焊缝坡口边缘10 mm处，通长铺设泡沫石棉板2，泡沫石棉板2厚度≥20 mm，用C型夹6将铝镁合金板材3与上下两面的泡沫石棉板2一起夹紧，并使泡沫石棉板2尽可能贴紧铝镁合金板材3，使铝镁合金板材3隔绝了与空气的接触，使热量尽可能多地保存下来，为焊接熔池正常工作提供了必要的支持，使焊接熔池能反应充分，较大程度地减少了气孔，未焊透，未熔合，裂纹等缺陷；

④再将上述固定好泡沫石棉板2的铝镁合金板材3放置在工装中带T形槽的平台1上，靠近焊接区域坡口一端放置定位块4作为固定支撑，利用铝方管7、定位块4和穿过T形槽的紧固件9将铝镁合金板材3夹紧固定在平台1上。远离坡口一端利用平台1的T形槽选用悬臂式压板夹具8、定位块4和夹紧块5将铝镁合金板材3夹紧固定在平台1上。，所述夹紧部位对应的泡沫石棉板2需开工艺缺口，保证铝镁合金板材3直接夹紧固定在工装上；两块完成夹紧固定的的铝镁合金板材3之间焊接处间隙为2～3mm.，且其底平面与所述平台1的上平面呈对称的4度夹角，即通过调整定位块4的高度使两块铝镁合金板材3的底平面在远离坡口一端与工装中平台1的上平面相抵时，位于焊接区域处的底平面与工装中平台1的上平面之间具有间隙，这里我们利用工装部分限制了铝镁合金板材3的焊接变形，而无法用工装控制的变形则通过铝镁合金板材3的底平面与平台1的上平面呈4度夹角，即事先预留变形量来保证；

⑤预热，用氧—丙烷气预热，预热温度100~150℃，用红外线测温仪测量，测量点距焊接坡口边缘小于或等于50 mm。通过预热，事先为熔池提供了必要的热量，减少了缺陷产生的机会；

⑥用MIG熔化极惰性气体保护焊机点固，焊丝使用5356，1.2 mm直径，保护气体为99.995%的纯氩，点焊长度50 mm，间隔100 mm；

⑦焊接，采用多层多道焊接，每完成一层、一道焊缝，均需要用红外线测温仪测量焊接处表面温度，如果表面温度低于50℃则需要对被焊接处进行加温处理至50~100℃之间，如果表面温度高于100℃，则等待自然冷却降温至50~100℃之间再进行下一层焊缝的焊接，总之要保证每层焊缝的表面温度均在50~100℃之间；

⑧焊接完成后，立即去掉泡沫石棉板，用干冰粉喷撒在焊接区域，以加快铝镁合金板材的冷却，直到铝镁合金板材冷到环境温度停止喷撒干冰。干冰喷撒应均匀，尽量使整个板均匀冷却。通过喷撒干冰，调整了焊件的温度场，改变了焊接不均匀加热产生的温度场，使热量不均衡的温度场趋于平衡，从而较大程度上减小了热应变，减小了焊接变形。同时，焊缝在高温区间停留时间大大变短，大大限制了晶粒长大倾向，改善了焊接区域的强度；

⑨最后拆卸工装上的夹紧块5，取出焊接好的铝镁合金板材即可。

利用本发明铝镁合金板材的焊接工艺焊接的铝镁合金板材，经检验、测量，焊缝表面未发现气孔，裂纹，焊接后铝镁合金板的平面度小于2 mm，即变形很小，完全达到产品的设计要求。

Claims (8)

1.铝镁合金板材的焊接工艺，其特征在于，依次包括如下步骤：

①对被焊接铝镁合金板材（3）开焊缝坡口；

②对被焊接铝镁合金板材（3）表面的焊接区域进行清理；

③将被焊接铝镁合金板材（3）的上、下两平面接近焊接区域处，用泡沫石棉板（2）夹紧固定；

④将固定好泡沫石棉板（2）的铝镁合金板材（3）放在由平台（1）、定位块（4）和夹紧块（5）组成的工装上，将其夹紧定位；

⑤对被焊接铝镁合金板材（3）在焊接区域进行预热处理；

⑥用MIG熔化极惰性气体保护焊机对装在所述工装上的铝镁合金板材（3）进行点焊固定连接；

⑦焊接，采用多层多道焊接，每完成一层、一道焊缝，均需要用红外线测温仪测量焊接处表面温度，保证每层焊缝表面温度均在50~100℃之间；

⑧焊接完成后，立即去掉泡沫石棉板（2），用干冰粉喷撒在焊接区域，使铝镁合金板材（3）的焊接区域快速冷却，直到焊接处表面温度至环境温度，停止喷撒干冰粉；

⑨最后拆卸工装，取出被焊接的铝镁合金板材（3）。

2.根据权利要求1所述的铝镁合金板材的焊接工艺，其特征在于：所述被焊接铝镁合金板材（3）的上、下两面在距离焊缝边缘10mm处用泡沫石棉板（2）夹紧固定。

3.根据权利要求1或2所述的铝镁合金板材的焊接工艺，其特征在于：所述泡沫石棉厚度为20~50mm，且用C型夹将上、下两面的泡沫石棉板（2）与铝镁合金板材（3）一起夹紧固定。

4.根据权利要求1所述的铝镁合金板材的焊接工艺，其特征在于：所述固定好泡沫石棉板（2）的铝镁合金板材（3）放置在由平台（1）、定位块（4）和夹紧块（5）组成的工装上，并调整被焊接的两块铝镁合金板材（3）之间的间隙为2~3mm。

5.根据权利要求1所述的铝镁合金板材的焊接工艺，其特征在于：所述预热处理采用氧—丙烷气体预热，预热温度为100~150℃，在离焊接坡口边缘小于50mm处，用红外线测温仪测量。

6.根据权利要求1所述的铝镁合金板材的焊接工艺，其特征在于：所述惰性气体保护焊机，采用保护气体为99.99%的氩气。

7.根据权利要求1所述的铝镁合金板材的焊接工艺，其特征在于：所述用干冰粉喷撒在焊接区域为焊缝中心线两侧各200mm之间。

8.根据权利要求1所述的铝镁合金板材的焊接工艺，其特征在于：所述点焊固定连接，焊点长度为45~55mm，间隔为80~150mm。

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