CN112122748A - 一种抑制镀锌板焊接气孔的焊接方法 - Google Patents

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张跃龙
王明晖
段洪
华学明
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Abstract

本发明涉及一种抑制镀锌板焊接气孔的焊接方法，属于焊接工艺技术领域。该方法为TIG电弧复合焊。对于镀锌板搭接接头，搭接界面处的锌层蒸发，形成锌蒸气进入焊接熔池，当熔池冷却凝固后，气泡无法排出，从而导致气孔。本方法在原焊接热源后方增加TIG电弧，增加的TIG电弧与原焊接热源形成同一个熔池，从而降低了熔池的冷却速度，使得熔池中的锌蒸气气泡可以从熔池中浮出，从而减少镀锌板搭接焊焊缝中的气孔，可解决镀锌板搭接时飞溅大、焊缝成形差的问题。

Description

一种抑制镀锌板焊接气孔的焊接方法
技术领域
本发明属于镀锌板薄板焊接领域，尤其是涉及搭接接头，抑制焊缝中的气孔，改善焊缝成形差的焊接工艺方法。
背景技术
镀锌钢板由于具有良好的防锈蚀等特性而被广泛应用于机械、建筑和化工等各个领域。目前，乘用车的结构件就大多采用镀锌钢板，这可以提高汽车车身的耐腐蚀性，有效延长其使用寿命。但在镀锌板焊接时因为锌的熔点为420℃，汽化点为906℃，而钢的熔点大约在1500℃。当采用MAG焊时，电弧温度大于3000℃，所以镀锌板焊接时，通常会出现以下问题：
(1)焊接过程中会产生大量金属锌蒸气，容易形成气孔；
(2)焊接过程飞溅大，容易形成间断焊瘤，焊后需打磨工件表面，浪费工时；
(3)焊接过程电弧不稳定，容易破坏熔池保护效果，造成焊缝质量差。
镀锌板焊接受到气孔、成形等问题的困扰，因此，为提高工作效率，解决气孔、成型差的问题，以便获得质量可靠的接头，这对于镀锌板薄板的焊接具有十分重要的意义。所以，本领域的技术人员致力于开发一种新的焊接方法，以解决镀锌钢板在焊接过程中容易形成气孔、焊缝质量差和成形不佳等问题。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是抑制镀锌板在焊接过程中形成的气孔、焊缝质量差和成形不佳等问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种抑制镀锌板焊接焊缝气孔的焊接方法，用于镀锌板搭接焊接焊缝气孔的抑制，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、将待焊接的上板和下板上、下搭接在一起，搭接间隙为0；
步骤2、将第一热源和第二热源设置于所述上板和所述下板的搭接处，并沿搭接处焊接作业的移动方向前、后布置，所述第一热源在前，所述第二热源在后，所述第一热源和所述第二热源形成的为同一个熔池；
步骤3、同方向、同速度、同时沿焊接作业的移动方向移动所述第一热源和所述第二热源，完成对所述上板和所述下板的焊接。
进一步地，步骤1中，所述上板和所述下板的材质为热镀锌板、电镀锌板中的一种，镀锌层厚度为2-30μm，所述上板和所述下板的厚度为0.8～3mm，所述下板的厚度≥所述上板的厚度。
进一步地，步骤2中，所述第一热源为MIG电弧或MAG电弧，所述第二热源为TIG电弧。
进一步地，步骤2中，所述MIG电弧或MAG电弧采用的第一焊枪与焊接前进方向的夹角为100°～105°，所述TIG电弧采用的第二焊枪与焊接前进方向的夹角为100°～105°，所述第一焊枪和所述第二焊枪的中心距为20mm。
进一步地，步骤2中，所述第一焊枪采用的第一焊接电流为180～220A，所述第二焊枪采用的第二焊接电流为50～80A。
进一步地，步骤2中，所述MAG电弧采用的第一保护气体为80％Ar+20％CO2，所述第一保护气体流量为10～20L/min，所述TIG电弧采用的第二保护气体为氩气，所述第二保护气体流量为10～20L/min。
进一步地，步骤2中，所述MAG电弧采用的第一焊接电源为Frounius CMT4000，所述第一焊接电源设定的第一焊接电压为16.6V，所述第一焊接电流的模式为CMT，采用机器人自动焊接。
进一步地，步骤2中，所述第一焊接电流为200A，所述第二焊接电流为60A，所述第一保护气体流量为15L/min，所述第二保护气体流量为15L/min。
进一步地，步骤2中，所述第一焊枪采用的焊丝直径为1.2mm，所述第一焊枪的焊接速度为1m/min，所述第二焊枪的焊接速度为1m/min。
进一步地，步骤2中，所述第一焊枪与焊接前进方向的夹角为100°，所述第二焊枪与焊接前进方向的夹角为100°。
本发明的有益效果是：
本发明的方法是在原焊接热源后方增加TIG电弧，增加的TIG电弧与原焊接热源形成同一个熔池，从而降低了熔池的冷却速度，使得熔池中的锌蒸气气泡可以从熔池中浮出，从而减少镀锌板搭接焊焊缝中的气孔，有效的解决了镀锌板搭接焊接时出现气孔、飞溅大、焊缝成形差的问题，取得了良好的技术效果。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明的一个较佳实施例焊接时的示意图；
图2是本发明的一个较佳实施例的气泡运动示意图；
图3是本发明的一个较佳实施例的焊缝X光结果剖视图；
图4是本发明的一个较佳实施例的镀锌板搭接接头横截面视图。
其中，11-第一热源，12-第二热源，21-上板，22-下板，3-焊缝，4-熔池，θ1-第一热源的焊枪与焊接前进方向的夹角，θ2-第二热源的焊枪与焊接前进方向的夹角，D-第一热源与第二热源的中心距。
具体实施方式
以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。
如图1所示，第一热源11和第二热源12，搭接接头由上板21和下板22组成。焊接时，可以工件移动或焊枪移动的方式，本实施例采用热源移动的方式。同时，沿焊接方向在前面即为第一热源11，放在后面的即第二热源12。第一热源11和第二热源12的焊枪分别与焊接前进方向的夹角为θ1、θ2，两个热源的中心间距记为D。第一热源11为主热源，起到熔透的作用，第二热源12主要是增加熔池4的高温停留时间，使熔池4中的气泡能够从熔池4底部浮出，从而减少焊缝3中气孔的含量。
如图2所示，仅采用第一热源进行镀锌板搭接焊时，上、下板之间的锌层熔化，熔化的锌蒸气进入熔池4中，锌蒸气气泡在熔池4中沿着熔池4的后壁向熔池4表面运动，其运动方向与焊接的前进方向相反。
第一热源11采用MAG电弧，焊接电源选用的是Frounius CMT4000，电流模式采用CMT，保护气体为80％Ar+20％CO2，保护气体流量为15L/min。采用机器人自动焊接。焊接电流为200A，焊接电压为16.6V，焊丝直径为1.2mm，焊接速度为1m/min。第一热源11的焊枪角度θ1为100°。
第二热源采用TIG电弧，焊接电流为60A，焊接速度为1m/min。第二热源12的焊枪角度θ2为100°，两个热源的中心距D为20mm。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种抑制镀锌板焊接气孔的焊接方法，用于镀锌板搭接焊接焊缝气孔的抑制，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、将待焊接的上板和下板上、下搭接在一起，搭接间隙为0；
步骤2、将第一热源和第二热源设置于所述上板和所述下板的搭接处，并沿搭接处焊接作业的移动方向前、后布置，所述第一热源在前，所述第二热源在后，所述第一热源和所述第二热源形成的为同一个熔池；
步骤3、同方向、同速度、同时沿焊接作业的移动方向移动所述第一热源和所述第二热源，完成对所述上板和所述下板的焊接。
2.如权利要求1所述的抑制镀锌板焊接气孔的焊接方法，其特征在于，步骤1中，所述上板和所述下板的材质为热镀锌板、电镀锌板中的一种，镀锌层厚度为2-30μm，所述上板和所述下板的厚度为0.8～3mm，所述下板的厚度≥所述上板的厚度。
3.如权利要求1所述的抑制镀锌板焊接气孔的焊接方法，其特征在于，步骤2中，所述第一热源为MIG电弧或MAG电弧，所述第二热源为TIG电弧。
4.如权利要求3所述的抑制镀锌板焊接气孔的焊接方法，其特征在于，所述MIG电弧或MAG电弧采用的第一焊枪与焊接前进方向的夹角为100°～105°，所述TIG电弧采用的第二焊枪与焊接前进方向的夹角为100°～105°，所述第一焊枪和所述第二焊枪的中心距为20mm。
5.如权利要求4所述的抑制镀锌板焊接气孔的焊接方法，其特征在于，所述第一焊枪采用的第一焊接电流为180～220A，所述第二焊枪采用的第二焊接电流为50～80A。
6.如权利要求5所述的抑制镀锌板焊接气孔的焊接方法，其特征在于，所述MAG电弧采用的第一保护气体为80％Ar+20％CO2，所述第一保护气体流量为10～20L/min，所述TIG电弧采用的第二保护气体为氩气，所述第二保护气体流量为10～20L/min。
7.如权利要求6所述的抑制镀锌板焊接气孔的焊接方法，其特征在于，所述MAG电弧采用的第一焊接电源为Frounius CMT4000，所述第一焊接电源设定的第一焊接电压为16.6V，所述第一焊接电流的模式为CMT，采用机器人自动焊接。
8.如权利要求6所述的抑制镀锌板焊接气孔的焊接方法，其特征在于，所述第一焊接电流为200A，所述第二焊接电流为60A，所述第一保护气体流量为15L/min，所述第二保护气体流量为15L/min。
9.如权利要求8所述的抑制镀锌板焊接气孔的焊接方法，其特征在于，所述第一焊枪采用的焊丝直径为1.2mm，所述第一焊枪的焊接速度为1m/min，所述第二焊枪的焊接速度为1m/min。
10.如权利要求9所述的抑制镀锌板焊接气孔的焊接方法，其特征在于，所述第一焊枪与焊接前进方向的夹角为100°，所述第二焊枪与焊接前进方向的夹角为100°。
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