CN109894723A - 一种外加电磁场辅助cmt焊接铝合金薄板的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及金属焊接技术领域,本发明提出一种外加电磁场辅助CMT焊接铝合金薄板的方法,包括如下步骤:1)焊前清洗打磨,去除铝合金母材板表面的氧化膜和油污,并用丙酮清洗,再烘干;2)通过软件进行在线编程并且编辑焊接路径,并将编辑好的程序导入CMT机器人,并装填焊丝;3)安装电磁体在CMT焊枪上,接通电源并启动磁场;4)将步骤1)处理后的铝合金母材板以对接形式装夹在工作台上,间隙为1mm;5)将机器人移动至焊缝位置,按照设定程序和参数送进焊丝,进行CMT焊接;其中,CMT焊接的参数为:焊接电压为12.1~12.8V,焊接电流为71~73A,焊接速度为8.7~9m/s,送丝速度为4~4.2m/min,间隙为1mm,电磁体励磁电流为4.5~5A,频率为8Hz。
Description
技术领域
本发明涉及金属焊接技术领域,尤其涉及到一种外加电磁场辅助CMT焊接铝合金薄板的方法。
背景技术
铝合金由于密度小、质量轻、比强度高、疲劳强度、耐腐蚀稳定性以及良好的成形工艺性和焊接性,已成为航空航天、装甲车辆、船舶建造等军工工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料。然而,铝合金的焊接大多伴随着晶粒粗大和大量气孔出现在焊缝中,很少有铝合金焊接的新工艺出现,所以新的焊接工艺一直都是研究的焦点。
因此,我们有必要对这样一种情况进行改善,以克服上述缺陷。
发明内容
随着材料电磁过程的不断发展,将磁场引入焊接过程已经成为一种先进的焊接技术,当外加磁场作用于电弧时,由于焊接电弧中的等离子体的良好导电性,提供了外部磁场对它的可作用性。
磁场控制焊接熔敷技术的研究包括:通过电磁力搅拌熔池,强迫金属流动,使晶粒细化;通过磁场对电弧的拘束作用,提高非熔化极电弧的能量密度,可改善接头质量,提高熔敷效率。
本发明的目的是提供一种外加电磁场辅助CMT焊接铝合金薄板的方法。
本发明的上述技术目的是用过以下技术方案实现的:
一种外加电磁场辅助CMT焊接铝合金薄板的方法,包括如下步骤:
1)焊前清洗打磨,去除铝合金母材板表面的氧化膜和油污,并用丙酮清洗,再烘干;
2)通过软件进行在线编程并且编辑焊接路径,并将编辑好的程序导入CMT机器人,并装填焊丝;
3)安装电磁体在CMT焊枪上,接通电源并启动磁场;
4)将步骤1)处理后的铝合金母材板以对接形式装夹在工作台上,间隙为1mm;
5)将机器人移动至焊缝位置,按照设定程序和参数送进焊丝,进行CMT焊接;其中,CMT焊接的参数为:焊接电压为12.1~12.8V,焊接电流为71~73A,焊接速度为8.7~9m/s,送丝速度为4~4.2m/min,间隙为1mm,电磁体励磁电流为4.5~5A,频率为8Hz。
进一步的,所述铝合金母材板为6061型铝合金。
进一步的,所述焊丝为4043铝合金焊丝。
进一步的,所述磁场为交变磁场。
综上所述,本发明具有以下有益效果:
本发明适用于4043铝合金薄板的焊接,工艺简单,成型效率高,得到的零件成型美观,焊缝的组织较细,力学性能良好,焊缝中的气孔和氧化夹杂小、拉伸性能良好、抗拉强度大。
附图说明
图1为外加电磁场辅助CMT焊接铝合金薄板方法的施工示意图。
图2为本发明中磁场辅助过渡CMT焊接铝合金薄板实物图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合图示与具体实施例,进一步阐述本发明。
一种外加电磁场辅助CMT焊接铝合金薄板的方法,包括如下步骤:
1)分别用150目、600目和1200目的砂纸去除6061铝合金母材板表面的氧化膜和油污,并用丙酮清洗,再烘干;
2)焊接材料选择6061铝合金作为母材板,板厚为2mm,焊丝选用4043铝合金作为焊丝,焊丝直径为1.2mm,保护气为氩气,纯度为99.99%;
3)通过软件进行在线编程并且编辑焊接路径,并将编辑好的程序导入CMT机器人,并装填焊丝并将机器人的焊枪移动至焊缝的起点,其中,采用的软件采用ABB公司开发的Robotstudio软件;
4)将电磁体安装在CMT焊头上,并接通电源;装配并夹紧母材,间隙为1mm;
5)运行焊接程序,实施焊接;
6)焊后对焊缝部位进行观察,有无咬边及焊穿等明显缺陷。
对焊后焊接接头进行力学性能检测,其外加磁场的试样拉伸强度在140~170Mpa之间,强度接近母材本身强度。相较未加磁场的CMT对焊,强度提高了约40%,气孔率也相对较少并且几乎没有较大的气孔。焊接接头的强度符合生产要求,硬度也达到要求。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (4)
1.一种外加电磁场辅助CMT焊接铝合金薄板的方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)焊前清洗打磨,去除铝合金母材板表面的氧化膜和油污,并用丙酮清洗,再烘干;
2)通过软件进行在线编程并且编辑焊接路径,并将编辑好的程序导入CMT机器人,并装填焊丝;
3)安装电磁体在CMT焊枪上,接通电源并启动磁场;
4)将步骤1)处理后的铝合金母材板以对接形式装夹在工作台上,间隙为1mm;
5)将机器人移动至焊缝位置,按照设定程序和参数送进焊丝,进行CMT焊接;其中,CMT焊接的参数为:焊接电压为12.1~12.8V,焊接电流为71~73A,焊接速度为8.7~9m/s,送丝速度为4~4.2m/min,间隙为1mm,电磁体励磁电流为4.5~5A,频率为8Hz。
2.根据权利要求1所述的一种外加电磁场辅助CMT焊接铝合金薄板的方法,其特征在于:所述铝合金母材板为6061型铝合金。
3.根据权利要求1所述的一种外加电磁场辅助CMT焊接铝合金薄板的方法,其特征在于:所述焊丝为4043铝合金焊丝。
4.根据权利要求1所述的一种外加电磁场辅助CMT焊接铝合金薄板的方法,其特征在于:所述磁场为交变磁场。
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