CN113579531A - 一种超声脉冲mag复合焊接超高强钢的方法 - Google Patents
一种超声脉冲mag复合焊接超高强钢的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113579531A CN113579531A CN202110930449.8A CN202110930449A CN113579531A CN 113579531 A CN113579531 A CN 113579531A CN 202110930449 A CN202110930449 A CN 202110930449A CN 113579531 A CN113579531 A CN 113579531A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- welding
- welded
- strength steel
- ultrasonic
- ultrahigh
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 162
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 229910000797 Ultra-high-strength steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 22
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 25
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 10
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 230000008030 elimination Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 34
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 32
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 9
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000006356 dehydrogenation reaction Methods 0.000 claims description 6
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 claims description 6
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 claims description 5
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 claims description 5
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000002932 luster Substances 0.000 claims description 5
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 5
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 4
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims description 4
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 abstract description 4
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 abstract description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 210000001787 dendrite Anatomy 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 abstract description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 abstract 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 3
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 2
- 229910001567 cementite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N iron;methane Chemical compound C.[Fe].[Fe].[Fe] KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N Acetylene Chemical compound C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000005339 levitation Methods 0.000 description 1
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K28/00—Welding or cutting not covered by any of the preceding groups, e.g. electrolytic welding
- B23K28/02—Combined welding or cutting procedures or apparatus
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
- B23K35/0255—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in welding
- B23K35/0261—Rods, electrodes, wires
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
- B23K35/3053—Fe as the principal constituent
- B23K35/3073—Fe as the principal constituent with Mn as next major constituent
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/38—Selection of media, e.g. special atmospheres for surrounding the working area
- B23K35/383—Selection of media, e.g. special atmospheres for surrounding the working area mainly containing noble gases or nitrogen
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
- B23K2103/04—Steel or steel alloys
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Abstract
一种超声脉冲MAG复合焊接超高强钢的方法，本发明涉及超声脉冲MAG复合焊接领域。本发明要解决现有方法焊接高强钢易产生气孔等缺陷，焊缝强度低的技术问题。方法：一、焊接前加工坡口；二、将待焊工件进行预热；三、将超声装置固定；四、调整焊接工艺参数及超声参数；五、采用MAG焊接机器人进行多层多道焊接，同时开启超声装置；六、消氢处理。本发明在MAG焊接过程中引入了超声振动和脉冲搅拌两种利于增加熔池流动性的方法，解决了焊接气孔，裂纹的同时，超声振动还能对熔池中先形成的树枝晶进行破碎，增加熔池形核基地与形核数量，细化焊缝晶粒尺寸，提高铝合金焊接接头力学性能。本发明应用于防弹车辆超高强钢焊接生产领域。
Description
技术领域
本发明涉及超声脉冲MAG复合焊接领域。
背景技术
装甲车高强钢防护钢板应用越来越广泛，如今不仅仅应用于军事领域，而且目前各大汽车品牌也相继使用防护钢板，推出了高防护性能的车辆。目前大多采用较为先进的抗拉强度1500MPa以上超高强度防弹钢板，并且向高硬度及超高硬度方向发展。防弹钢板硬度超过一定值后，穿甲时弹丸变形或破碎，随着硬度提高，抗弹性能将大幅度地提高。本发明研究的VR9级防护钢板，即能抵抗7.62×51mm口径子弹十米距离三次射击。
然而由于强度、硬度和碳当量都很高，在焊接热循环过程中所遇到的不可避免的问题是焊接裂纹的产生，其中包括热裂纹，延迟裂纹，焊接热影响区晶粒粗化、从而引起热影响区的局部软化。这种现象，随焊接热输入的增加逐渐严重。随着硬度降低，装甲钢板的抗弹性能降低，使其成为防护车辆抗弹性能最为薄弱的环节,所以选择合适的焊接方法与工艺对于改善防护钢板性能极为重要。
目前，超高强钢的焊接方法有很多，包括了激光焊接，激光MAG复合焊接，TIG焊接，K-TIG焊，手工电弧焊和CO2气体保护焊等，激光焊接中，回火区的马氏体发生分解，晶间析出了网状渗碳体，其硬度及冲击韧性比母材及焊缝中心明显降低，防弹性能不足等问题。
发明内容
本发明要解决现有方法焊接高强钢易产生气孔等缺陷，焊缝强度低的技术问题，而提供一种超声脉冲MAG复合焊接超高强钢的方法。
一种超声脉冲MAG复合焊接超高强钢的方法，具体按以下步骤进行：
一、将待焊工件的待焊接部位进行坡口加工，对待焊区域进行去污清理，然后固定在焊接工装夹具上；
二、将步骤一处理后的待焊工件进行预热，控制预热宽度为距坡口边缘60～80mm的范围；
三、在沿焊接方向上固定超声装置，控制超声波振动工具头与待焊工件的距离为20～50mm，超声波振动工具头与待焊工件的接触压力为0.2～0.6MPa；
四、调整焊接工艺参数及超声参数：
打底焊：焊丝直径1.2mm，脉冲MAG基值电流为50～100A，峰值电流100～200A，脉冲频率50～200Hz，焊接速度为50～500mm/min，保护气采用Ar和CO2的混合气体，控制保护气流量为20～25L/min；
填充焊：焊丝直径1.2mm，脉冲MAG基值电流为100～150A，峰值电流200～300A，脉冲频率50～200Hz，焊接速度为50～500mm/min，保护气采用Ar和CO2的混合气体，控制保护气流量为15～20L/min；
超声波振动工具头的振幅为5～10um，振动频率为50～200kHz；
五、采用直流反接对步骤一固定的待焊工件进行施焊，获得焊接件；
六、焊后消氢处理：
将步骤五施焊的焊接件进行保温消氢处理，完成该方法。
步骤五施焊采用MAG焊接机器人进行多层多道焊接，同时开启超声装置。
进一步的，步骤一所述待焊工件为PRO500S防弹钢，厚度为6～10mm。
PRO500S防弹钢的成分按质量百分含量，C为0.24～0.38％，Si为0.5％，Mn为1.10～1.70％，P为0.025％，S为0.035％，Ni为1.2％，Cr为0.30～1.20％，Mo为0.8％，B为0.002～0.005％和余量为Fe，且存在不可避免的杂质；
PRO500S防弹钢的屈服强度1500MPa，抗拉强度2000MPa。
进一步的，步骤一加工的坡口为V型坡口、U型坡口或Y型坡口。
进一步的，步骤一控制坡口角度为40～60°，对接接头的间隙为1～2mm，坡口钝边高度为0～2mm。
进一步的，步骤一将加工坡口的两侧表面进行打磨或清洗，坡口表面露出金属光泽，对待焊区域50mm范围内的铁锈、油渍清除干净。
进一步的，步骤二控制预热温度为200～300℃。
进一步的，步骤四所述焊丝为ER100S-G焊丝或ER120S-G焊丝。
ER100S-G焊丝的成分按质量百分含量，C为0.11％，Si为0.50～0.80％，Mn为1.40～1.80％，P为0.025％，S为0.025％，Ni为1.20～1.55％，Mo为0.3～0.6％和余量为Fe，且存在不可避免的杂质。其熔敷金属力学性能为：抗拉强度≥745MPa，屈服强度≥630MPa。
ER120S-G焊丝的成分按质量百分含量，C为0.1％，Si为0.8％，Mn为1.8％，P为0.025％，S为0.025％，Cr为0.35％，Ni为2.25％，Mo为0.6％和余量为Fe，且存在不可避免的杂质。其熔敷金属力学性能为：抗拉强度≥915MPa，屈服强度≥960MPa。
本发明的有益效果是：
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种超声脉冲MAG复合焊接超高强钢的方法。该方法在目前工艺相对稳定的MAG焊接基础上进行优化改进，其中超声-MAG电弧复合焊接将超声的优点引入到焊接过程中，并且在细化晶粒方面取得了显著的成绩，在焊接时金属熔体在凝固过程中，超声的声流作用和空化作用能够使刚刚长大晶枝脱离长大的基体，形成新的形核质点，从而起到了细化晶粒的作用，还可以利用超声能量促进熔滴过渡的方法，对比普通MAG焊接，熔滴尺寸更小，过渡频率更快，焊接效率增加。焊枪结构类似单轴声悬浮系统，在声发射端与被焊接工件之间的区域产生电弧。超声加入后焊接电弧会出现压缩，飞溅减弱，气孔减少。所以采用超声MAG焊接高强度防护钢板可以改善传统方法的不足，提高焊接接头性能。
本发明利用频率为50kHz～200kHz的超声波振源与脉冲MAG焊接相结合对超刚强钢板进行焊接，即在MAG焊接过程中引入了超声振动和脉冲搅拌两种利于增加熔池流动性的方法，有效地解决了焊接气孔，裂纹的同时，超声振动还能对熔池中先形成的树枝晶进行破碎，增加熔池形核基地与形核数量，细化焊缝晶粒尺寸，提高铝合金焊接接头力学性能。
本发明应用于防弹车辆超高强钢焊接生产领域。
附图说明
图1为实施例超声辅助脉冲MAG焊接装置结构示意图；
图2为实施例超声辅助脉冲MAG焊接装置设备分布图；
图3为实施例一焊接焊缝的金相照片；
图4为实施例一焊接焊缝无损检测照片。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式一种超声脉冲MAG复合焊接超高强钢的方法，具体按以下步骤进行：
一、将待焊工件的待焊接部位进行坡口加工，对待焊区域进行去污清理，然后固定在焊接工装夹具上；
二、将步骤一处理后的待焊工件进行预热，控制预热宽度为距坡口边缘60～80mm的范围；
三、在沿焊接方向上固定超声装置，控制超声波振动工具头与待焊工件的距离为20～50mm，超声波振动工具头与待焊工件的接触压力为0.2～0.6MPa；
四、调整焊接工艺参数及超声参数：
打底焊：焊丝直径1.2mm，脉冲MAG基值电流为50～100A，峰值电流100～200A，脉冲频率50～200Hz，焊接速度为50～500mm/min，保护气采用Ar和CO2的混合气体，控制保护气流量为20～25L/min；
填充焊：焊丝直径1.2mm，脉冲MAG基值电流为100～150A，峰值电流200～300A，脉冲频率50～200Hz，焊接速度为50～500mm/min，保护气采用Ar和CO2的混合气体，控制保护气流量为15～20L/min；
超声波振动工具头的振幅为5～10um，振动频率为50～200kHz；
五、采用直流反接对步骤一固定的待焊工件进行施焊，获得焊接件；
六、焊后消氢处理：
将步骤五施焊的焊接件进行保温消氢处理，完成该方法。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一所述待焊工件为PRO500S防弹钢。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤一加工的坡口为V型坡口、U型坡口或Y型坡口。其它与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤一控制坡口角度为40～60°，对接接头的间隙为1～2mm，坡口钝边高度为0～2mm。其它与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤一将加工坡口的两侧表面进行打磨或清洗，坡口表面露出金属光泽，对待焊区域50mm范围内的铁锈、油渍清除干净。其它与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：步骤二控制预热温度为200～300℃。其它与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：步骤四调整：
打底焊：焊丝直径1.2mm，脉冲MAG基值电流为70～100A，峰值电流120～200A，脉冲频率100～200Hz，焊接速度为100～500mm/min，保护气采用Ar和CO2的混合气体，控制保护气流量为20～25L/min。其它与具体实施方式一至六之一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：步骤四调整：
打底焊：焊丝直径1.2mm，脉冲MAG基值电流为80～100A，峰值电流160～200A，脉冲频率150～200Hz，焊接速度为300～500mm/min，保护气采用Ar和CO2的混合气体，控制保护气流量为20～25L/min；
填充焊：焊丝直径1.2mm，脉冲MAG基值电流为120～150A，峰值电流250～300A，脉冲频率150～200Hz，焊接速度为300～500mm/min，保护气采用Ar和CO2的混合气体，控制保护气流量为15～20L/min；
超声波振动工具头的振幅为5～10um，振动频率为150～200kHz。其它与具体实施方式一至三七之一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：步骤四调整：
打底焊：焊丝直径1.2mm，脉冲MAG基值电流为90～100A，峰值电流180～200A，脉冲频率180～200Hz，焊接速度为400～500mm/min，保护气采用Ar和CO2的混合气体，控制保护气流量为20～25L/min；
填充焊：焊丝直径1.2mm，脉冲MAG基值电流为140～150A，峰值电流280～300A，脉冲频率180～200Hz，焊接速度为400～500mm/min，保护气采用Ar和CO2的混合气体，控制保护气流量为15～20L/min；
超声波振动工具头的振幅为5～10um，振动频率为180～200kHz。其它与具体实施方式一至八之一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是：步骤四所述焊丝为ER100S-G焊丝或ER120S-G焊丝。其它与具体实施方式一至九之一相同。
具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式一至十之一不同的是：步骤四所述保护气中氩气体积含量为75～95％，二氧化碳体积含量为5～25％。其它与具体实施方式一至十之一相同。
具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式一至十一之一不同的是：步骤五在填控制充焊时，控制层间温度为200～250℃。其它与具体实施方式一至十一之一相同。
具体实施方式十三：本实施方式与具体实施方式一至十二之一不同的是：步骤六消氢处理控制温度高于150℃，时间≥4h。其它与具体实施方式一至十二之一相同。
采用以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例超声辅助脉冲MAG焊接装置：两个待焊钢板2按照对接的形式固定在数控工作台9上，MIG焊枪3固定在行走机构13，并垂直于待焊钢板2的正面，MIG焊枪3中安装焊丝4：超声波振动工具头5置于待焊钢板2的正面、焊缝1的侧面，超声波振动工具头5与变幅杆6连接，变幅杆6与换能器7连接，换能器7通过传输线8与超声波发生器1l连接。
所述MIG焊枪3与弧焊机14连接，弧焊机14通过管道与焊接气体15连接。
所述超声波发生器11与超声波发生器外接控制系统12连接，超声波发生器11通过电源线10与超声波发生器外接电源17连接，所述数控工作台9和行走机构13与数控操作柜16连接。
实施例一：
本实施例一种超声脉冲MAG复合焊接超高强钢的方法，具体按以下步骤进行：
一、将待焊工件的待焊接部位进行坡口加工，坡口为V型坡口，控制坡口角度为60°，对接接头的间隙为1mm，坡口钝边高度为1mm，对待焊区域进行去污清理，将加工坡口的两侧表面进行打磨或清洗，坡口表面露出金属光泽，对待焊区域50mm范围内的铁锈、油渍清除干净，然后固定在焊接工装夹具上；所述待焊工件为两块厚度为8.2mm的PRO500S防弹钢板；
二、将步骤一处理后的待焊工件进行预热，预热至250℃，控制预热宽度为距坡口边缘80mm的范围；
三、在沿焊接方向上固定超声装置，控制超声波振动工具头与待焊工件的距离为20mm，超声波振动工具头与待焊工件的接触压力为0.6MPa；
四、调整焊接工艺参数及超声参数：
打底焊：ER-100S焊丝直径1.2mm，脉冲MAG基值电流为100A，峰值电流150A，脉冲频率50Hz，焊接速度为500mm/min，保护气采用Ar和CO2的混合气体，控制保护气流量为20L/min；
填充焊：ER-100S焊丝直径1.2mm，脉冲MAG基值电流为150A，峰值电流250A，脉冲频率50Hz，焊接速度为500mm/min，保护气采用Ar和CO2的混合气体，控制保护气流量为15L/min；
超声波振动工具头的振幅为10um，振动频率为200kHz；
所述保护气中氩气体积含量为95％，二氧化碳体积含量为5％；
五、采用直流反接对步骤一固定的待焊工件进行施焊，获得焊接件；步骤四在填控制充焊时，控制层间温度为200℃。
六、焊后消氢处理：
将步骤五施焊的焊接件进行保温消氢处理，控制温度160℃，保温4h；完成该方法。
图3为本实施例焊接焊缝的金相照片。
图4为本实施例焊接焊缝无损检测照片。
从图中可以看出，焊缝整体均匀，无粗大晶粒缺陷，达到细化晶粒的效果，并且焊缝质量高，表面无裂纹、无气孔。
实施例二：
本实施例一种超声脉冲MAG复合焊接超高强钢的方法，具体按以下步骤进行：
一、将待焊工件的待焊接部位进行坡口加工，坡口为V型坡口，控制坡口角度为60°，对接接头的间隙为1mm，坡口钝边高度为1mm，对待焊区域进行去污清理，将加工坡口的两侧表面进行打磨或清洗，坡口表面露出金属光泽，对待焊区域50mm范围内的铁锈、油渍清除干净，然后固定在焊接工装夹具上；所述待焊工件为两块厚度为8.2mm的PRO500S防弹钢板；
二、将步骤一处理后的待焊工件进行预热，预热至300℃，控制预热宽度为距坡口边缘80mm的范围；
三、在沿焊接方向上固定超声装置，控制超声波振动工具头与待焊工件的距离为20mm，超声波振动工具头与待焊工件的接触压力为0.6MPa；
四、调整焊接工艺参数及超声参数：
打底焊：ER-120S焊丝直径1.2mm，脉冲MAG基值电流为150A，峰值电流200A，脉冲频率100Hz，焊接速度为500mm/min，保护气采用Ar和CO2的混合气体，控制保护气流量为20L/min；
填充焊：ER-120S焊丝直径1.2mm，脉冲MAG基值电流为180A，峰值电流280A，脉冲频率100Hz，焊接速度为500mm/min，保护气采用Ar和CO2的混合气体，控制保护气流量为15L/min；
超声波振动工具头的振幅为10um，振动频率为200kHz；
所述保护气中氩气体积含量为95％，二氧化碳体积含量为5％；
五、采用直流反接对步骤一固定的待焊工件进行施焊，获得焊接件；步骤四在填控制充焊时，控制层间温度为200℃。
六、焊后消氢处理：
将步骤五施焊的焊接件进行保温消氢处理，控制温度160℃，保温4h；完成该方法。
通过抗拉强度测试实施例一和实施例二焊接钢板的抗拉强度可以达到1400-1600MPa，均达到母材抗拉强度的70％，可以满足防弹钢焊缝的使用要求。
Claims (10)
1.一种超声脉冲MAG复合焊接超高强钢的方法，其特征在于该方法具体按以下步骤进行：
一、将待焊工件的待焊接部位进行坡口加工，对待焊区域进行去污清理，然后固定在焊接工装夹具上；
二、将步骤一处理后的待焊工件进行预热，控制预热宽度为距坡口边缘60～80mm的范围；
三、在沿焊接方向上固定超声装置，控制超声波振动工具头与待焊工件的距离为20～50mm，超声波振动工具头与待焊工件的接触压力为0.2～0.6MPa；
四、调整焊接工艺参数及超声参数：
打底焊：焊丝直径1.2mm，脉冲MAG基值电流为50～100A，峰值电流100～200A，脉冲频率50～200Hz，焊接速度为50～500mm/min，保护气采用Ar和CO2的混合气体，控制保护气流量为20～25L/min；
填充焊：焊丝直径1.2mm，脉冲MAG基值电流为100～150A，峰值电流200～300A，脉冲频率50～200Hz，焊接速度为50～500mm/min，保护气采用Ar和CO2的混合气体，控制保护气流量为15～20L/min；
超声波振动工具头的振幅为5～10um，振动频率为50～200kHz；
五、采用直流反接对步骤一固定的待焊工件进行施焊，获得焊接件；
六、焊后消氢处理：
将步骤五施焊的焊接件进行保温消氢处理，完成该方法。
2.根据权利要求1所述一种超声脉冲MAG复合焊接超高强钢的方法，其特征在于步骤一所述待焊工件为PRO500S防弹钢。
3.根据权利要求1所述一种超声脉冲MAG复合焊接超高强钢的方法，其特征在于步骤一加工的坡口为V型坡口、U型坡口或Y型坡口。
4.根据权利要求1所述一种超声脉冲MAG复合焊接超高强钢的方法，其特征在于步骤一控制坡口角度为40～60°，对接接头的间隙为1～2mm，坡口钝边高度为0～2mm。
5.根据权利要求1所述一种超声脉冲MAG复合焊接超高强钢的方法，其特征在于步骤一将加工坡口的两侧表面进行打磨或清洗，坡口表面露出金属光泽，对待焊区域50mm范围内的铁锈、油渍清除干净。
6.根据权利要求1所述一种超声脉冲MAG复合焊接超高强钢的方法，其特征在于步骤二控制预热温度为200～300℃。
7.根据权利要求1所述一种超声脉冲MAG复合焊接超高强钢的方法，其特征在于步骤四所述焊丝为ER100S-G焊丝或ER120S-G焊丝。
8.根据权利要求1所述一种超声脉冲MAG复合焊接超高强钢的方法，其特征在于步骤四所述保护气中氩气体积含量为75～95％，二氧化碳体积含量为5～25％。
9.根据权利要求1所述一种超声脉冲MAG复合焊接超高强钢的方法，其特征在于步骤五在填控制充焊时，控制层间温度为200～250℃。
10.根据权利要求1所述一种超声脉冲MAG复合焊接超高强钢的方法，其特征在于步骤六消氢处理控制温度高于150℃，时间≥4h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110930449.8A CN113579531A (zh) | 2021-08-13 | 2021-08-13 | 一种超声脉冲mag复合焊接超高强钢的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110930449.8A CN113579531A (zh) | 2021-08-13 | 2021-08-13 | 一种超声脉冲mag复合焊接超高强钢的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113579531A true CN113579531A (zh) | 2021-11-02 |
Family
ID=78257723
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110930449.8A Pending CN113579531A (zh) | 2021-08-13 | 2021-08-13 | 一种超声脉冲mag复合焊接超高强钢的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113579531A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115319235A (zh) * | 2022-05-24 | 2022-11-11 | 钢铁研究总院有限公司 | 一种铝合金中厚板的焊接方法 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090090700A1 (en) * | 2006-03-09 | 2009-04-09 | Toyoyuki Sato | Joining method |
| RU2010100554A (ru) * | 2010-01-11 | 2011-07-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Приборостроительный завод" (RU) | Способ снятия остаточных напряжений в сварных соединениях металлов |
| CN102699545A (zh) * | 2012-05-31 | 2012-10-03 | 中国核工业二三建设有限公司 | 焊接薄焊接母材的切面对接接头的方法 |
| CN104741805A (zh) * | 2015-03-18 | 2015-07-01 | 哈尔滨工业大学 | 一种铝合金脉冲超声电弧复合焊接装置及其焊接方法 |
| CN105772910A (zh) * | 2016-05-23 | 2016-07-20 | 中国石油大学(华东) | 超高强度高韧性x120级管线钢环形焊缝的焊接工艺 |
| CN105880852A (zh) * | 2016-05-28 | 2016-08-24 | 长春理工大学 | 超声辅助脉冲激光-mig复合热源焊接装置及其焊接方法 |
| CN109848522A (zh) * | 2019-02-21 | 2019-06-07 | 东北电力大学 | 一种双相不锈钢薄板超声辅助gtaw脉动电弧焊接方法 |
| CN110977216A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-04-10 | 哈尔滨工业大学 | 一种新型脉冲超声电弧复合焊接装置及其焊接方法 |
| CN111390410A (zh) * | 2020-04-03 | 2020-07-10 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于声-热同步的超声振动gtaw复合装置及使用方法 |
-
2021
- 2021-08-13 CN CN202110930449.8A patent/CN113579531A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090090700A1 (en) * | 2006-03-09 | 2009-04-09 | Toyoyuki Sato | Joining method |
| RU2010100554A (ru) * | 2010-01-11 | 2011-07-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Приборостроительный завод" (RU) | Способ снятия остаточных напряжений в сварных соединениях металлов |
| CN102699545A (zh) * | 2012-05-31 | 2012-10-03 | 中国核工业二三建设有限公司 | 焊接薄焊接母材的切面对接接头的方法 |
| CN104741805A (zh) * | 2015-03-18 | 2015-07-01 | 哈尔滨工业大学 | 一种铝合金脉冲超声电弧复合焊接装置及其焊接方法 |
| CN105772910A (zh) * | 2016-05-23 | 2016-07-20 | 中国石油大学(华东) | 超高强度高韧性x120级管线钢环形焊缝的焊接工艺 |
| CN105880852A (zh) * | 2016-05-28 | 2016-08-24 | 长春理工大学 | 超声辅助脉冲激光-mig复合热源焊接装置及其焊接方法 |
| CN109848522A (zh) * | 2019-02-21 | 2019-06-07 | 东北电力大学 | 一种双相不锈钢薄板超声辅助gtaw脉动电弧焊接方法 |
| CN110977216A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-04-10 | 哈尔滨工业大学 | 一种新型脉冲超声电弧复合焊接装置及其焊接方法 |
| CN111390410A (zh) * | 2020-04-03 | 2020-07-10 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于声-热同步的超声振动gtaw复合装置及使用方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115319235A (zh) * | 2022-05-24 | 2022-11-11 | 钢铁研究总院有限公司 | 一种铝合金中厚板的焊接方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105772944B (zh) | 解决高氮钢焊接气孔和提高接头强度的焊接装置及其焊接方法 | |
| CN101104225B (zh) | 用于激光-电弧复合焊接渗铝金属工件的方法 | |
| USRE47904E1 (en) | Method for laser welding one or more workpieces of hardenable steel in a butt joint | |
| CN109226941B (zh) | 一种低合金超高强钢q1100e薄板的gmaw焊接方法 | |
| Govindarao et al. | Affect of vibratory welding process to improve the mechanical properties of butt welded joints | |
| Tong et al. | Influence of high frequency vibration on microstructure and mechanical properties of TIG welding joints of AZ31 magnesium alloy | |
| CN102513662A (zh) | Q690与q980高强异种钢不预热焊接方法 | |
| CN110076430B (zh) | 一种厚度≥40mm的1000MPa钢板的气保护焊接方法 | |
| CN113798677B (zh) | 一种双相不锈钢与钛合金的焊接方法 | |
| CN102658417A (zh) | 高铬铸铁的铸造缺陷的焊补工艺 | |
| CN111515530A (zh) | 铝硅镀层热成形钢的激光送丝焊接方法 | |
| CN113579531A (zh) | 一种超声脉冲mag复合焊接超高强钢的方法 | |
| Kalpana et al. | Influence of amplitude on the tensile strength of welded joints fabricated under vibratory weld conditioning | |
| CN108838904A (zh) | 一种降低金属结构材料熔焊接头残余应力的方法 | |
| Tunçel et al. | Microstructure and mechanical properties of similar and dissimilar laser welds of dp600 and dp1000 steel sheets used in the automotive industry | |
| CN114131159A (zh) | 一种超高强钢q1300e钢板的焊接方法 | |
| JP2004122152A (ja) | 超音波衝撃処理によるスポット溶接継手の疲労強度向上方法 | |
| JP2005103608A (ja) | 高強度めっき鋼板をスポット溶接した継手の耐食性、引張強さおよび疲労強度向上方法 | |
| Casalino et al. | Fiber laser-MAG hybrid welding of DP/AISI 316 and TWIP/AISI 316 dissimilar weld | |
| Mishra et al. | Effect of groove designs on residual stress and transverse shrinkage in GMAW and PGMAW of A333 seamless steel pipes | |
| CN113263259A (zh) | 铝硅镀层热成形钢的微振辅助激光搭接焊方法 | |
| Yoon et al. | Joint properties of dissimilar Al/steel sheets formed by magnetic pulse welding | |
| Ovat et al. | Microstructural effects of electrodes types on the mechanical behaviour of welded steel joints | |
| CN114535847B (zh) | 一种采用双电极mag焊接超高强钢的方法 | |
| Kalpana et al. | Investigation of acceleration effect on the flexural strength of vibratory dissimilar welded joints |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20211102 |