CN107598352B - 一种碳钢减振板的焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种碳钢减振板的焊接方法，包括焊前处理、焊接和焊后毛刺处理；1）焊前处理：切边，露出新鲜的金属切断面；2）焊接：把四个高频电阻电极分别夹持上下层钢板的表面，且紧邻金属切断面，通电后，金属切断面被迅速加热至半熔融状态，随后将对应的两个碳钢减振板进行挤压，使得两块碳钢减振板金属切断面发生原子态结合，并在焊缝处挤压出毛刺，随后利用氩气进行冷却；3）焊后毛刺处理：利用砂轮或者砂纸对焊缝处挤压出来的毛刺进行打磨处理。本发明的优点：克服了碳钢减振板由于中间高分子阻尼材料的绝缘特性，致使减振板的电流无法形成闭合回路而不能进行焊接的技术问题；不会引起减振板出现分层开裂现象。

Description

一种碳钢减振板的焊接方法

技术领域

本发明属于复合功能材料领域，具体涉及一种碳钢减振板的焊接方法。

背景技术

碳钢减振板，是利用一层高分子阻尼材料将两层碳钢冷轧板或镀锌板粘结而形成的复合板，这种复合板具有优良的阻尼性能，具有减低振动，降低噪音的效果，被用于汽车、家电的零部件上。

制约碳钢减振板广泛应用的主要因素是无法进行连续性焊接，由于碳钢减振板式用一层高分子阻尼材料将两层碳钢冷轧板或镀锌板粘接而成的，高分子阻尼材料是绝缘的，无法使焊接时焊接电流形成完整的闭合回路，使得无法焊接，另一方面，在焊接过程中，随着热输入，板端逐渐升温并开始焊接冶金，中间的高分子阻尼材料由于耐高温性能差，导致高分子阻尼材料逐渐被碳化，引起碳钢复合减振板出现分层和开裂，并导致其阻尼效果降低。

发明内容

本发明为解决现有技术中碳钢减振板无法进行连续性焊接，影响其广泛使用的问题，提出一种碳钢减振板的焊接方法。

本发明的技术方案是：一种碳钢减振板的焊接方法，该碳钢减振板是由厚度为0.5mm～1.2mm的两层碳钢冷轧板或碳钢镀锌板用一层厚度为0.03mm～0.1mm高分子粘接材料粘合而成的，该方法包括焊前处理、焊接和焊后毛刺处理；

（1）焊前处理：利用剪板机对碳钢减振板进行切边，切去具有油污和被氧化的边部，露出新鲜的金属切断面；

（2）焊接：将两块待焊接碳钢减振板的金属切断面靠近，再把四个高频电阻电极分别夹持在接口处的两块碳钢减振板的上层钢板的上表面、下层钢板的下表面，且紧邻金属切断面，用导线把高频电阻电极、导电毛刷连接，通电后，利用高频电阻焊的集肤效应和临近效应将上下层钢板的对接金属切断面迅速加热至半熔融状态，随后将对应的相互靠近的两个碳钢减振板的上层钢板之间、下层钢板之间半熔融态的金属进行挤压，使得两块碳钢减振板的上层钢板之间、下层钢板之间金属切断面发生原子态结合，并在焊缝处挤压出毛刺，随后利用氩气进行冷却。所述高频电阻电极为铜电极；

（3）焊后毛刺处理：利用砂轮或者砂纸对焊缝处挤压出来的毛刺进行打磨处理。

优选的是：焊接工艺参数为：高频电流频率范围为380KHZ～500KHZ，两个靠近的碳钢减振板的会合角角度为2°～4°，焊接速度为60m/min～80m/min，坡口为I字形坡口，对口间隙为0.5mm～1mm，挤压量为0.1mm，电流输入功率为18KW～28KW，氩气冷却速度为6L/min～10L/min。

本发明的有益效果是：1）通过上下四个电极对减振板的上下层钢板分别感应加热，克服了碳钢减振板由于中间高分子阻尼材料的绝缘特性，致使减振板的电流无法形成闭合回路而不能进行焊接的技术问题；

2）利用高频感应电流的趋肤效应和临近效应可实现对减振板上下层钢板端部迅速升温，热影响区域非常小，使得粘结剂碳化区域小，并且随着挤压过程，碳化物被挤至焊缝两侧，并且不会引起减振板出现分层开裂现象。

附图说明

图1是减振板结构示意图；

图2是减振板焊接电极分布示意图；

图3是减振板的焊接原理示意图；

图中：1、上层钢板；2、高分子粘结剂；3、下层钢板；4、1号电极；5、2号电极；6、3号电极；7、4号电极；8左侧减振板；9右侧减振板；10导电毛刷。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明

由图1所示，本发明所述的碳钢减振板包括上层钢板1、下层钢板3和中间的高分子粘结剂2粘结复合而成；所述的碳钢减振板的上层钢板1和下层钢板3均为碳钢冷轧板或者碳钢镀锌板。

由图2所示，本发明的焊接方法焊接时的电极分布情况，1号电极紧贴在减振板8的上层钢板1处的近切断边的上表面；2号电极紧贴在减振板9的上层钢板1处的近切断边的上表面；3号电极紧贴在减振板9的下层钢板3处的近切断边的下表面；4号电极紧贴在减振板8的下层钢板3处的近切断边的下表面。

由图3所示，通过1号电极4，给减振板8的上层钢板施加高频电流；通过2号电极5，给减振板9的上层钢板处施加高频电流；使得减振板8的上层钢板1处的剪断面、减振板9的上层钢板1处的剪断面以及导电毛刷10构成了完整的回路，利用集肤效应和临近效应，使使得减振板8的上层钢板1处的剪断面、减振板9的上层钢板1处的剪断面迅速升温，形成半熔融态。

同样的，通过3号电极6，给减振板9的下层钢板3施加高频电流；通过4号电极7，给减振板8的下层钢板3施加高频电流；使得减振板8的下层钢板3的剪断面、减振板9的下层钢板3的剪断面以及导电毛刷10构成了完整的回路，利用集肤效应和临近效应，使得减振板8的下层钢板3的剪断面、减振板9的下层钢板3的剪断面迅速升温，形成半熔融态。

进一步地，对减振板8和减振板9给予相互靠近挤压的压力；使其半熔融态的金属收到挤压，形成焊缝。

进一步地，对焊缝处进行吹氩气冷却，以防止高分子阻尼材料被碳化。

具体参数：所用高频电阻电极为铜电极，在铜电极上施加高频电流频率范围为380KHZ～500KHZ，会合角角度为2°～4°，焊接速度为60m/min～80m/min，坡口为I字形坡口，对口间隙为0.5mm～1mm，挤压量为0.1mm，电流输入功率为18KW～28KW，氩气冷却速度为6L/min～10L/min焊接工艺参数，可实现此类碳钢减振板的有效对接；克服了碳钢减振板由于中间高分子阻尼材料的绝缘特性，致使减振板的电流无法形成闭合回路而不能进行焊接的技术问题；焊接时热影响区域非常小，使得粘结剂碳化区域小，并且随着挤压过程，碳化物被挤至焊缝两侧，并且不会引起减振板出现分层开裂现象。

实例1：本发明所使用的减振板上层钢板1和下层钢板3的厚度为1.2mm时，可通过的交流电频率为380KHZ，会合角角度为2°，焊接速度为60m/min，坡口为I字形坡口，对口间隙为1mm，挤压量为0.1mm，电流输入功率为28KW，减振板焊接后无分层现象，焊缝处的抗拉强度为原减振板的85%以上。

实例2：本发明所使用的减振板上层钢板1和下层钢板3的厚度为0.5mm时，可通过的交流电频率为500KHZ，会合角角度为4°，焊接速度为80m/min，坡口为I字形坡口，对口间隙为0.5mm，挤压量为0.1mm，电流输入功率为18KW，减振板焊接后无分层现象，焊缝处的抗拉强度为原减振板的80%以上。

Claims (3)

1.一种碳钢减振板的焊接方法，该碳钢减振板是由厚度为0.5mm～1.2mm的两层碳钢冷轧板或碳钢镀锌板用一层厚度为0.03mm～0.1mm高分子粘接材料粘合而成的，其特征是：该方法包括焊前处理、焊接和焊后毛刺处理；

（1）焊前处理：利用剪板机对碳钢减振板进行切边，切去具有油污和被氧化的边部，露出新鲜的金属切断面；

（2）焊接：将两块待焊接碳钢减振板的金属切断面靠近，再把四个高频电阻电极分别夹持在接口处的两块碳钢减振板的上层钢板的上表面、下层钢板的下表面，且紧邻金属切断面，用导线把高频电阻电极、导电毛刷连接，通电后，利用高频电阻焊的集肤效应和临近效应将上下层钢板的对接金属切断面迅速加热至半熔融状态，随后将对应的相互靠近的两个碳钢减振板的上层钢板之间、下层钢板之间半熔融态的金属进行挤压，使得两块碳钢减振板的上层钢板之间、下层钢板之间金属切断面发生原子态结合，并在焊缝处挤压出毛刺，随后利用氩气进行冷却；

（3） 焊后毛刺处理：利用砂轮或者砂纸对焊缝处挤压出来的毛刺进行打磨处理。

2.根据权利要求1所述的一种碳钢减振板的焊接方法，其特征是：焊接工艺参数为：高频电流频率范围为380KHZ～500KHZ，两个靠近的碳钢减振板的会合角角度为2°～4°，焊接速度为60m/min～80m/min，坡口为I字形坡口，对口间隙为0.5mm～1mm，挤压量为0.1mm，电流输入功率为18KW～28KW，氩气冷却速度为6L/min～10L/min。

3.根据权利要求1所述的一种碳钢减振板的焊接方法，其特征是：所述高频电阻电极为铜电极。