CN103866317A - 一种提高铝合金焊接接头强度的表面熔敷方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种提高铝合金焊接接头强度的表面熔敷方法，属于材料焊接技术领域。对已焊好的焊接工件的接头进行表面处理，除去焊缝附近表面的油污及氧化层；进行表面处理采用化学方法和机械方法；对焊接接头待熔敷的区域进行熔敷；熔敷完成后，用钢丝刷打磨焊接接头表面，去除表面发黑区域，完成第一道熔敷。本发明中通过在金属的焊接接头进行CMT或激光熔敷，使得焊接接头的抗拉强度提高20%-30%。

Description

一种提高铝合金焊接接头强度的表面熔敷方法
技术领域
本发明涉及一种提高铝合金焊接接头强度的表面熔敷方法，属于材料焊接技术领域。
背景技术
铝合金是航空航天领域中广泛应用的结构材料。运载火箭所用的贮箱、航天飞机的贮箱均采用铝合金制造。而这些结构的制造过程中都需要采用焊接工艺将各个部件实现连接。因此铝合金的焊接质量是保证结构质量的关键。
焊接过程是一个局部瞬态热过程，在材料的焊接过程中局部热过程会在结构和组织两方面对接头性能产生影响。一方面，焊接过程的热作用对造成热影响区的组织发生变化。强化相在热作用下发生脱溶析出，形成过时效，造成性能下降。热影响区的晶粒发生长大，造成粗晶化。另一方面，焊接的局部热过程在结构中形成残余应力，在熔合线和热影响区，残余应力表现为拉应力，会造成接头性能的下降。同时，铝合金焊接接头在熔合线位置存在几何形状图片，容易形成应力集中。综上所述，由于焊接热过程的影响，铝合金焊接接头的性能相比母材性能有一定程度的降低。
铝合金焊接接头性能的降低严重地影响其使用。在满足结构的使用性和工艺的适用性两方面，本发明提出在焊接接头熔合线和热影响区采用低热输入量的方法进行表层熔敷，形成与基体有冶金结合的熔敷层，从而提高接头整体强度和韧性的方法。
在熔合线和热影响区进行表层熔敷，在熔敷层和基体形成冶金结合的基础上，提高了该区域的厚度，增加了接头的强度。在熔合线位置进行熔敷，通过熔敷层进行焊缝余高和母材之间的过渡，缓解熔合线处的应力集中。此外，熔敷工艺的热过程会对焊接接头进行再热处理，可降低接头的残余应力，从而提高接头整体性能。
发明内容
本发明的目的是为了提出一种提高铝合金焊接接头强度的表面熔敷方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
本发明的一种提高铝合金焊接接头强度的表面熔敷方法，步骤为：
1）对已焊好的焊接工件的接头进行表面处理，除去焊缝附近表面的油污及氧化层；进行表面处理采用化学方法和机械方法；
2）对焊接接头待熔敷的区域进行熔敷；
3）熔敷完成后，用钢丝刷打磨焊接接头表面，去除表面发黑区域，完成第一道熔敷；
所述的步骤2）中熔敷方法中的热源为CMT或激光；
所述的步骤2）中熔敷方法的熔敷工艺为：根据熔敷方法，测量焊接接头热影响区的尺寸，按照所需要熔敷的道数，用热影响区尺寸除以熔敷道数，得到每道熔敷的宽度，然后根据此宽度对熔敷方法中的热源的参数进行设定；
所述的步骤2）中焊接接头的熔敷位置为：以焊缝中心线为中心线进行两侧对称熔敷；
步骤2）中熔敷对焊接接头进行单面（包括正面和反面）熔敷。
步骤2）中熔敷对焊接接头进行正反双面熔敷。
进行下一道熔敷时，重新对焊接接头进行步骤1）中的表面处理。
依据铝合金焊接接头结构选择合适的熔敷方法，根据铝合金焊接接头所处的操作空间，大的操作空间可以选择CMT、电子束或激光作为熔敷方法，小的操作空间可以选择电子束或激光作为熔敷方法；工件尺寸较大可选择CMT或激光作为熔敷方法。
有益效果
本发明中通过在金属的焊接接头进行CMT或激光熔敷，使得焊接接头的抗拉强度提高20%-30%。
附图说明
图1为焊接接头热影响区的位置示意图；
图2为焊接接头正面熔敷的位置示意图；
图3为焊接接头反面熔敷的位置示意图；
图4为焊接接头双面熔敷的位置示意图。
具体实施方式
实施例1
一种提高铝合金焊接接头强度的表面熔敷方法的步骤为：
1）对采用氩弧焊焊好的2219铝合金的焊接接头进行表面处理，除去焊缝附近表面的油污及氧化层；进行表面处理采用化学方法和机械方法；
2）对焊接接头待熔敷的区域进行熔敷；
3）熔敷完成后，用钢丝刷打磨焊接接头表面，去除表面发黑区域，完成第一道熔敷；
4）重复步骤1）-3）两次，完成3道熔敷。
所述的步骤2）中熔敷方法中的热源为CMT；
所述的步骤2）中熔敷方法的熔敷工艺为：根据熔敷方法，测量焊接接头热影响区的尺寸为10mm，如图1所示；所需要熔敷的道数为3道，每道熔敷的宽度为3.5mm，然后根据此宽度对熔敷方法中的热源的参数进行设定为：选用2325焊丝，送丝速度为1m/min，熔敷速度为1.5m/min，熔敷电流为90A；
所述的步骤2）中焊接接头的熔敷位置为：以焊缝中心线为中心线进行两侧对称熔敷；
在2219铝合金焊接接头正面热影响区进行表层熔敷，如图2所示。
对熔敷完成后的2219铝合金接头按照GB/T228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》进行室温拉伸力学性能测试，结果为：2219铝合金焊接接头抗拉强度从熔敷前的283.2MPa提高至347MPa。
实施例2
一种提高铝合金焊接接头强度的表面熔敷方法的步骤为：
1）对采用氩弧焊焊好的2219铝合金的焊接接头进行表面处理，除去焊缝附近表面的油污及氧化层；进行表面处理采用化学方法和机械方法；
2）对焊接接头待熔敷的区域进行熔敷；
3）熔敷完成后，用钢丝刷打磨焊接接头表面，去除表面发黑区域，完成第一道熔敷；
4）重复步骤1）-3）两次，完成3道熔敷。
所述的步骤2）中熔敷方法中的热源为CMT；
所述的步骤2）中熔敷方法的熔敷工艺为：根据熔敷方法，测量焊接接头热影响区的尺寸为10mm，所需要熔敷的道数为3道，每道熔敷的宽度为3.5mm，然后根据此宽度对熔敷方法中的热源的参数进行设定为：选用2325焊丝，送丝速度为1m/min，熔敷速度为1.5m/min，熔敷电流为90A；
所述的步骤2）中焊接接头的熔敷位置为：以焊缝中心线为中心线进行两侧对称熔敷；
在2219铝合金焊接接头反面热影响区进行表层熔敷，如图3所示。
对熔敷完成后的2219铝合金接头按照GB/T228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》进行室温拉伸力学性能测试，结果为：2219铝合金焊接接头抗拉强度从熔敷前的283.2MPa提高至350.2MPa。
实施例3
一种提高铝合金焊接接头强度的表面熔敷方法的步骤为：
1）对采用氩弧焊焊好的2219铝合金的焊接接头进行表面处理，除去焊缝附近表面的油污及氧化层；进行表面处理采用化学方法和机械方法；
2）对焊接接头待熔敷的区域进行熔敷；
3）熔敷完成后，用钢丝刷打磨焊接接头表面，去除表面发黑区域，完成第一道熔敷；
4）重复步骤1）-3）两次，完成3道熔敷。
所述的步骤2）中熔敷方法中的热源为CMT；
所述的步骤2）中熔敷方法的熔敷工艺为：根据熔敷方法，测量焊接接头热影响区的尺寸为10mm，所需要熔敷的道数为3道，每道熔敷的宽度为3.5mm，然后根据此宽度对熔敷方法中的热源的参数进行设定为：选用2325焊丝，送丝速度为1m/min，熔敷速度为1.5m/min，熔敷电流为90A；
所述的步骤2）中焊接接头的熔敷位置为：以焊缝中心线为中心线进行两侧对称熔敷；
在2219铝合金焊接接头正反两面热影响区进行表层熔敷，如图4所示。
对熔敷完成后的2219铝合金接头按照GB/T228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》进行室温拉伸力学性能测试，结果为：2219铝合金焊接接头抗拉强度从熔敷前的283.2MPa提高至398.8MPa。
实施例4
一种提高铝合金焊接接头强度的表面熔敷方法的步骤为：
1）对采用氩弧焊焊好的2219铝合金的焊接接头进行表面处理，除去焊缝附近表面的油污及氧化层；进行表面处理采用化学方法和机械方法；
2）对焊接接头待熔敷的区域进行熔敷；
3）熔敷完成后，用钢丝刷打磨焊接接头表面，去除表面发黑区域，完成第一道熔敷；
4）重复步骤1）-3）4次，完成5道熔敷。
所述的步骤2）中熔敷方法中的热源为激光；
所述的步骤2）中熔敷方法的熔敷工艺为：根据熔敷方法，测量焊接接头热影响区的大小为5mm，需要熔敷道数为5道，因此每道熔敷宽度需达1mm，根据此宽度设计激光熔敷工艺为：选用2325焊丝，送丝速度为1m/min，熔敷速度为2m/min，激光功率为8KW，离焦量为4mm；所述的步骤2）中焊接接头的熔敷位置为：以焊缝中心线为中心线进行两侧对称熔敷；
在2219铝合金焊接接头正反面热影响区进行表层熔敷。
对熔敷完成后的2219铝合金接头按照GB/T228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》进行室温拉伸力学性能测试，结果为：2219铝合金焊接接头抗拉强度从熔敷前的283.2MPa提高至340.5MPa。

Claims (5)

1.一种提高铝合金焊接接头强度的表面熔敷方法，其特征在于步骤为： 
1）对已焊好的焊接工件的接头进行表面处理，除去焊缝附近表面的油污及氧化层；进行表面处理采用化学方法和机械方法； 
2）对焊接接头待熔敷的区域进行熔敷； 
3）熔敷完成后，用钢丝刷打磨焊接接头表面，去除表面发黑区域； 
4）完成第一道熔敷； 
所述的步骤2）中熔敷方法中的热源为CMT或激光； 
所述的步骤2）中熔敷方法的熔敷工艺为：根据熔敷方法，测量焊接接头热影响区的尺寸，按照所需要熔敷的道数，用热影响区尺寸除以熔敷道数，得到每道熔敷的宽度，然后根据此宽度对熔敷方法中的热源的参数进行设定； 
所述的步骤2）中焊接接头的熔敷位置为：以焊缝中心线为中心线进行两侧对称熔敷。 
2.根据权利要求1所述的一种提高铝合金焊接接头强度的表面熔敷方法，其特征在于：步骤2）中熔敷对焊接接头进行正面熔敷。 
3.根据权利要求1所述的一种提高铝合金焊接接头强度的表面熔敷方法，其特征在于：步骤2）中熔敷对焊接接头进行反面熔敷。 
4.根据权利要求1所述的一种提高铝合金焊接接头强度的表面熔敷方法，其特征在于：步骤2）中熔敷对焊接接头进行正反双面熔敷。 
5.根据权利要求1所述的一种提高铝合金焊接接头强度的表面熔敷方法，其特征在于：需要进行下一道熔敷时，重复步骤1）-3）。 
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106283038A (zh) * 2016-08-25 2017-01-04 吉林大学 提高焊接接头疲劳性能的超声滚压复合激光重熔方法
CN106312317A (zh) * 2016-10-27 2017-01-11 北京航星机器制造有限公司 中等厚度铝镁合金焊接方法
CN107999962A (zh) * 2017-11-24 2018-05-08 哈尔滨工业大学 一种双cmt/双丝cmt辅助的激光焊接方法
CN109128433A (zh) * 2018-10-31 2019-01-04 安徽忠旺铝合金精深加工有限公司 一种铝合金轻量车身自动化焊接工艺
CN109317782A (zh) * 2018-11-30 2019-02-12 中车长江车辆有限公司 一种装运液化气体用罐式集装箱外壳焊接工艺
CN113584971A (zh) * 2021-07-12 2021-11-02 武汉新瑞达激光工程有限责任公司 一种钢轨焊接接头的熔覆强韧化处理方法及其应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005111513A (ja) * 2003-10-07 2005-04-28 Toshiba Corp 残留引張応力緩和方法および溶接装置
CN1916224A (zh) * 2006-09-06 2007-02-21 天津大学 一种改善焊接结构的疲劳性能的喷熔方法
CN101705462A (zh) * 2009-11-18 2010-05-12 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 一种用于消除薄壁件焊接应力的方法
CN103056515A (zh) * 2012-12-26 2013-04-24 北京康华盛鸿能源科技发展有限公司 一种用于油气管道输送α型氧化铝陶瓷内衬的焊接工艺

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005111513A (ja) * 2003-10-07 2005-04-28 Toshiba Corp 残留引張応力緩和方法および溶接装置
CN1916224A (zh) * 2006-09-06 2007-02-21 天津大学 一种改善焊接结构的疲劳性能的喷熔方法
CN101705462A (zh) * 2009-11-18 2010-05-12 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 一种用于消除薄壁件焊接应力的方法
CN103056515A (zh) * 2012-12-26 2013-04-24 北京康华盛鸿能源科技发展有限公司 一种用于油气管道输送α型氧化铝陶瓷内衬的焊接工艺

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106283038A (zh) * 2016-08-25 2017-01-04 吉林大学 提高焊接接头疲劳性能的超声滚压复合激光重熔方法
CN106312317A (zh) * 2016-10-27 2017-01-11 北京航星机器制造有限公司 中等厚度铝镁合金焊接方法
CN107999962A (zh) * 2017-11-24 2018-05-08 哈尔滨工业大学 一种双cmt/双丝cmt辅助的激光焊接方法
CN107999962B (zh) * 2017-11-24 2019-04-16 哈尔滨工业大学 一种双cmt/双丝cmt辅助的激光焊接方法
CN109128433A (zh) * 2018-10-31 2019-01-04 安徽忠旺铝合金精深加工有限公司 一种铝合金轻量车身自动化焊接工艺
CN109317782A (zh) * 2018-11-30 2019-02-12 中车长江车辆有限公司 一种装运液化气体用罐式集装箱外壳焊接工艺
CN113584971A (zh) * 2021-07-12 2021-11-02 武汉新瑞达激光工程有限责任公司 一种钢轨焊接接头的熔覆强韧化处理方法及其应用

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