CN110052687A - 一种分体式成型冲头焊接工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及焊接工艺技术领域，尤其是一种分体式成型冲头焊接工艺，包括冲头预对接、焊接面清理、预热处理、焊接和热处理几个步骤完成成型冲头的焊接，本发明设置环形焊接坡口的轴向截面为直角三角形且为45度角，与传统的坡口形式相比，能够增加有效焊接面积，提高焊接后的焊缝强度，能够实现这两种异种钢之间的有效焊接，另外，本发明对焊接工艺进行了改进，通过对焊接件和冲头的预热，可以减慢焊缝及热影响区的冷却速度，有利于避免产生淬硬组织，有助于焊接区的氢的逸出，防止产生焊接裂纹，并通过保护气体来避免空气的影响，并且通过热处理使得焊接处消除或减少影响出现的淬硬组织，增加塑性和韧性。
Description
技术领域
本发明涉及焊接工艺技术领域，尤其涉及一种分体式成型冲头焊接工艺。
背景技术
冲头也叫凸模、上模、阳模、冲针等冲头是安装在冲压模具上的金属零件，应用于与材料的直接接触，使材料发生形变、裁切材料。模具冲头一般采用高速钢和钨钢等作为材质，有高速钢冲头和钨钢冲头等关于冲压加工方式的相关知识：安装在压力机上的模具装配了模具冲头之后直接与材料(金属或非金属)接触，使材料发生分离或塑性变形，从而获得所需的零件，冲压是在室温下，利用安装在压力机上的模具冲针对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法；在现有技术中，分体式成型冲头需要将焊接件与冲头进行焊接，一般选择普通结构钢焊的方式，但是，普通的结构钢焊条容易脱落，而且焊接部分没有在两个相接触的表面留有焊接的位置也容易脱落。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在焊接部分表面容易脱落的缺点，而提出的一种分体式成型冲头焊接工艺。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
设计一种分体式成型冲头焊接工艺，包括如下步骤；
步骤1：冲头预对接，将焊接件与冲头相互对接，并使得焊接件与冲头的焊接之间形成环形的焊接坡口，所述环形焊接坡口的轴向截面为直角三角形或直角梯形；
步骤2：焊接面清理，首先通过干燥的棉布将冲的焊接面上的油污和污浊物清理掉，然后，继续将焊接件表面的污浊物清理干净；
步骤3：预热处理，将冲头焊接部位和焊接件的焊接部位进行预热，具体的预热步骤如下；
A、首先，准备乙炔瓶，导气管的一端与乙炔瓶的出口接通，导气管的另一端与燃烧枪头进气口接通；
B、然后，调节乙炔瓶上的压力表的压力值，使得导气管内部的气压稳定；
C、再者，微调燃烧枪头上的气阀，燃烧枪头有气体喷出后，点燃枪头，使得燃烧枪头喷出火焰；
D、最后，缓慢的移动燃烧枪头，使得燃烧枪头的火焰在冲头和焊接件上均匀加热；
步骤4：焊接，将焊接件与冲头焊接部位水平匀速转动焊接，具体的焊接步骤如下；
(1)、首先，选择镍基焊丝ERNiCrMo-3，采用手工钨极氩弧焊打底，主要采用质量百分含量分别为80％的氩气和20％的氦气作为保护气；电源极性为选择直流正接，电流为100A，电压为12V；
(2)、然后，通过手工电弧焊对打底面进行填充，电源极性为直流正接，加大电流到120A，电压升高到16V；
(3)、再者，继续通过手工电弧焊盖面，电源极性为直流正接，电流为120A，电压为16V；
步骤5：热处理，焊接结束后，立即采用保温材料对焊缝和靠近焊缝区进行覆盖保温,使接头缓慢冷却，然后继续加热到一定温度后冷却至室温。
优选的，在步骤1中，焊接件与冲头的焊接坡口角度为45度，焊接件选择了Q235B碳钢，冲头材料选择采用高速钢或钨钢，在焊接过程中，Q235B碳钢能够与高速钢或钨钢能够实现有效的焊接，从而可以减少焊缝，并且可以增加焊接处的抗裂性。
优选的，在步骤2中，冲头和焊接件表面的油污主要利用碱性除油剂进行处理，其工作原理是利用表面活性剂分子结构中的亲水基团和亲油基团,而吸附于油污和溶液之间的界面上,其亲水基团指向溶液而亲油基团指向油污,定向地排列,使得油液界面张力大大降低，在擦拭过程时，油污松动,容易被分散成极细小的油珠而被脱离工件表面，从而达到清洗作用。
优选的，在步骤3中，焊接件与冲头的预热温度控制在120摄氏度到150摄氏度之间，预热是珠光体耐热钢焊接的重要措施，预热可以减慢焊缝及热影响区的冷却速度，有利于避免产生淬硬组织，有助于焊接区的氢的逸出，防止产生焊接裂纹。
优选的，在步骤4中，为了可靠的保护焊接区不受空气的污染，必须有足够流量的保护气体，氩气流量越大，保护层抵抗流动空气影响的能力越强，如流量过大时，不仅浪费氩气，还可能使保护气流形成紊流，将空气卷入保护区，反而降低保护效果，所以保护气体的流量控制在10L/min最为合适。
优选的，在步骤5中，焊接后进行对焊接出进行然处理，首先需要将焊接完成的冲头加热到750摄氏度到800摄氏度之间，然后，继续通过恒定温度加热20-30分钟，最后，停止加热，将冲头冷却室温，焊后进行热处理，可以消除或减少影响区出现的淬硬组织，增加塑性和韧性，有效地减少焊接残余应力，同时有利于扩散氢的逸出，从而减少冷裂纹倾向。
本发明提出的一种分体式成型冲头焊接工艺，有益效果在于：本发明设置环形焊接坡口的轴向截面为直角三角形且为45度角，与传统的坡口形式相比，能够增加有效焊接面积，提高焊接后的焊缝强度，能够实现这两种异种钢之间的有效焊接；另外，本发明对焊接工艺进行了改进，通过对焊接件和冲头的预热，可以减慢焊缝及热影响区的冷却速度，有利于避免产生淬硬组织，有助于焊接区的氢的逸出，防止产生焊接裂纹，并通过保护气体来避免空气的影响，并且通过热处理使得焊接处消除或减少影响出现的淬硬组织，增加塑性和韧性。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
一种分体式成型冲头焊接工艺，包括如下步骤；
步骤1：冲头预对接，将焊接件与冲头相互对接，并使得焊接件与冲头的焊接之间形成环形的焊接坡口，所述环形焊接坡口的轴向截面为直角三角形或直角梯形，焊接件与冲头的焊接坡口角度为45度，焊接件选择了Q235B碳钢，冲头材料选择采用高速钢或钨钢，在焊接过程中，Q235B碳钢能够与高速钢或钨钢能够实现有效的焊接，从而可以减少焊缝，并且可以增加焊接处的抗裂性；
步骤2：焊接面清理，首先通过干燥的棉布将冲的焊接面上的油污和污浊物清理掉，然后，继续将焊接件表面的污浊物清理干净，冲头和焊接件表面的油污主要利用碱性除油剂进行处理，其工作原理是利用表面活性剂分子结构中的亲水基团和亲油基团,而吸附于油污和溶液之间的界面上,其亲水基团指向溶液而亲油基团指向油污,定向地排列,使得油液界面张力大大降低，在擦拭过程时，油污松动,容易被分散成极细小的油珠而被脱离工件表面，从而达到清洗作用；
步骤3：预热处理，将冲头焊接部位和焊接件的焊接部位进行预热，具体的预热步骤如下；
A、首先，准备乙炔瓶，导气管的一端与乙炔瓶的出口接通，导气管的另一端与燃烧枪头进气口接通；
B、然后，调节乙炔瓶上的压力表的压力值，使得导气管内部的气压稳定；
C、再者，微调燃烧枪头上的气阀，燃烧枪头有气体喷出后，点燃枪头，使得燃烧枪头喷出火焰；
D、最后，缓慢的移动燃烧枪头，使得燃烧枪头的火焰在冲头和焊接件上均匀加热；
步骤4：焊接，将焊接件与冲头焊接部位水平匀速转动焊接，具体的焊接步骤如下；
(1)、首先，选择镍基焊丝ERNiCrMo-3，采用手工钨极氩弧焊打底，主要采用质量百分含量分别为80％的氩气和20％的氦气作为保护气；电源极性为选择直流正接，电流为100A，电压为12V；
(2)、然后，通过手工电弧焊对打底面进行填充，电源极性为直流正接，加大电流到120A，电压升高到16V；
(3)、再者，继续通过手工电弧焊盖面，电源极性为直流正接，电流为120A，电压为16V；
步骤5：热处理，焊接结束后，立即采用保温材料对焊缝和靠近焊缝区进行覆盖保温,使接头缓慢冷却，焊接后进行对焊接出进行然处理过程中，首先需要将焊接完成的冲头加热到750摄氏度到800摄氏度之间，然后，继续通过恒定温度加热20-30分钟，最后，停止加热，将冲头冷却室温，焊后进行热处理，可以消除或减少影响区出现的淬硬组织，增加塑性和韧性，有效地减少焊接残余应力，同时有利于扩散氢的逸出，从而减少冷裂纹倾向。
其中，在步骤3中，焊接件与冲头的预热温度控制在120摄氏度到150摄氏度之间，预热是珠光体耐热钢焊接的重要措施，预热可以减慢焊缝及热影响区的冷却速度，有利于避免产生淬硬组织，有助于焊接区的氢的逸出，防止产生焊接裂纹；在步骤4中，为了可靠的保护焊接区不受空气的污染，必须有足够流量的保护气体，氩气流量越大，保护层抵抗流动空气影响的能力越强，如流量过大时，不仅浪费氩气，还可能使保护气流形成紊流，将空气卷入保护区，反而降低保护效果，所以保护气体的流量控制在10L/min最为合适。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种分体式成型冲头焊接工艺，其特征在于，包括如下步骤；
步骤1：冲头预对接，将焊接件与冲头相互对接，并使得焊接件与冲头的焊接之间形成环形的焊接坡口，所述环形焊接坡口的轴向截面为直角三角形或直角梯形；
步骤2：焊接面清理，首先通过干燥的棉布将冲的焊接面上的油污和污浊物清理掉，然后，继续将焊接件表面的污浊物清理干净；
步骤3：预热处理，将冲头焊接部位和焊接件的焊接部位进行预热，具体的预热步骤如下；
A、首先，准备乙炔瓶，导气管的一端与乙炔瓶的出口接通，导气管的另一端与燃烧枪头进气口接通；
B、然后，调节乙炔瓶上的压力表的压力值，使得导气管内部的气压稳定；
C、再者，微调燃烧枪头上的气阀，燃烧枪头有气体喷出后，点燃枪头，使得燃烧枪头喷出火焰；
D、最后，缓慢的移动燃烧枪头，使得燃烧枪头的火焰在冲头和焊接件上均匀加热；
步骤4：焊接，将焊接件与冲头焊接部位水平匀速转动焊接，具体的焊接步骤如下；
(1)、首先，选择镍基焊丝ERNiCrMo-3，采用手工钨极氩弧焊打底，主要采用质量百分含量分别为80％的氩气和20％的氦气作为保护气；电源极性为选择直流正接，电流为100A，电压为12V；
(2)、然后，通过手工电弧焊对打底面进行填充，电源极性为直流正接，加大电流到120A，电压升高到16V；
(3)、再者，继续通过手工电弧焊盖面，电源极性为直流正接，电流为120A，电压为16V；
步骤5：热处理，焊接结束后，立即采用保温材料对焊缝和靠近焊缝区进行覆盖保温,使接头缓慢冷却，然后继续加热到一定温度后冷却至室温。
2.根据权利要求1所述的一种分体式成型冲头焊接工艺，其特征在于，在步骤1中，焊接件与冲头的焊接坡口角度为45度，焊接件选择了Q235B碳钢，冲头材料选择采用高速钢或钨钢，在焊接过程中，Q235B碳钢能够与高速钢或钨钢能够实现有效的焊接，从而可以减少焊缝，并且可以增加焊接处的抗裂性。
3.根据权利要求1所述的一种分体式成型冲头焊接工艺，其特征在于，在步骤2中，冲头和焊接件表面的油污主要利用碱性除油剂进行处理，其工作原理是利用表面活性剂分子结构中的亲水基团和亲油基团,而吸附于油污和溶液之间的界面上,其亲水基团指向溶液而亲油基团指向油污,定向地排列,使得油液界面张力大大降低，在擦拭过程时，油污松动,容易被分散成极细小的油珠而被脱离工件表面，从而达到清洗作用。
4.根据权利要求1所述的一种分体式成型冲头焊接工艺，其特征在于，在步骤3中，焊接件与冲头的预热温度控制在120摄氏度到150摄氏度之间，预热是珠光体耐热钢焊接的重要措施，预热可以减慢焊缝及热影响区的冷却速度，有利于避免产生淬硬组织，有助于焊接区的氢的逸出，防止产生焊接裂纹。
5.根据权利要求1所述的一种分体式成型冲头焊接工艺，其特征在于，在步骤4中，为了可靠的保护焊接区不受空气的污染，必须有足够流量的保护气体，氩气流量越大，保护层抵抗流动空气影响的能力越强，如流量过大时，不仅浪费氩气，还可能使保护气流形成紊流，将空气卷入保护区，反而降低保护效果，所以保护气体的流量控制在10L/min最为合适。
6.根据权利要求1所述的一种分体式成型冲头焊接工艺，其特征在于，在步骤5中，焊接后进行对焊接出进行然处理，首先需要将焊接完成的冲头加热到750摄氏度到800摄氏度之间，然后，继续通过恒定温度加热20-30分钟，最后，停止加热，将冲头冷却室温，焊后进行热处理，可以消除或减少影响区出现的淬硬组织，增加塑性和韧性，有效地减少焊接残余应力，同时有利于扩散氢的逸出，从而减少冷裂纹倾向。
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