CN114799482A - 一种热水器用镁合金牺牲阳极棒摩擦焊接工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种热水器用镁合金牺牲阳极棒摩擦焊接工艺，涉及焊接技术领域。本发明是将镁合金牺牲阳极棒与45#钢帽进行端面摩擦焊接，并调整摩擦焊接的工艺参数。其中本发明镁合金牺牲阳极棒中间包裹有钢芯，所述钢芯的端面与所述镁合金牺牲阳极棒的端面平齐共面，将该面作为焊接面；所述钢帽的端面与所述焊接面大小一致。本发明直接采用安装螺帽与镁合金牺牲阳极棒进行端面焊接，无需采用螺纹连接，避免了螺纹连接出现的连接空隙问题。同时提高了焊缝的紧密性，避免出现漏焊和虚焊现象。

Description

一种热水器用镁合金牺牲阳极棒摩擦焊接工艺
技术领域
本发明涉及一种热水器用镁合金牺牲阳极棒摩擦焊接工艺。
背景技术
热水器通过安装有镁合金牺牲阳极棒可以保护热水器内胆，降低水中杂质对内胆的腐蚀。
目前镁合金牺牲阳极棒主要是将一根细钢芯通过挤压方式贯穿镁合金棒制备而成。将镁合金牺牲阳极棒安装到热水器内胆上需要搭配有安装螺母。现有安装方法如图1所示，这种安装方法是在镁合金牺牲阳极棒设置有与安装螺母搭配的内螺纹，通过与安装螺母的外螺纹进行螺纹连接。最后再将螺帽与镁合金牺牲阳极棒的端面进行焊接。这种安装方法容易使得焊接端面存在虚焊、漏焊等问题，同时螺纹连接处也容易发生腐蚀性，进而导致阳极棒的使用寿命缩短。
发明内容
为了解决镁合金牺牲阳极棒安装问题，本发明提供了一种热水器用镁合金牺牲阳极棒摩擦焊接工艺，该方法是直接采用安装螺帽与镁合金牺牲阳极棒进行端面焊接，无需采用螺纹连接，避免了螺纹连接出现的连接空隙问题。同时提高了焊缝的紧密性，避免出现漏焊和虚焊现象。
本发明所述焊接工艺是将镁合金牺牲阳极棒与45#钢帽进行端面旋转摩擦焊接，所述摩擦焊接的参数如下：
主轴转速：1200-1600r/min，
摩擦压力：30Mpa，
摩擦时间：5s，
顶锻压力：50Mpa；
所述镁合金牺牲阳极棒中间包裹有钢芯，所述钢芯的端面与所述镁合金牺牲阳极棒的端面平齐共面，将该面作为焊接面；所述钢帽的端面与所述焊接面大小一致。
优选的，本发明所述镁合金牺牲阳极棒牌号为AZ31B。
优选的，本发明所述45#钢帽和所述镁合金牺牲阳极棒直径均为20mm。
优选的，本发明所述镁合金牺牲阳极棒中的钢芯直径为4.2mm。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明对镁合金牺牲阳极棒和钢帽采用连续驱动摩擦焊进行安装连接，提高镁合金牺牲阳极棒安装生产效率，降低了生产成本，延长阳极棒的使用寿命。本发明不需要必须剥去镁合金露出铁芯工序，直接进行端面焊接，焊接工艺不存在虚焊、漏焊和焊渣等问题。
附图说明
图1为现有镁合金牺牲阳极棒的焊接安装工艺；
图2为本发明镁合金牺牲阳极棒的焊接安装工艺示意图；
图3为本发明实施例1-3焊接后试样；
图4为本发明实施例1-3焊接后试样的纵截面；
图5从左到右依次为本发明实施例1-3焊接后试样纵截面金相结构；
图6为本发明实施例1焊接后试样焊缝区金相结构；
图7为本发明实施例2焊接后试样焊缝区金相结构；
图8为本发明实施例3焊接后试样焊缝区金相结构；
图9为本发明实施例1-3焊接后试样焊接接头的强度。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种热水器用镁合金牺牲阳极棒摩擦焊接工艺，具体如下：
将直径为20mm牌号为AZ31B的镁合金牺牲阳极棒与直径为20mm 45#钢帽进行端面旋转摩擦焊接，所述摩擦焊接的参数如下：
主轴转速：1200r/min，
摩擦压力：30Mpa，
摩擦时间：5s，
顶锻压力：50Mpa；
所述镁合金牺牲阳极棒中间包裹有直径为4.2mm钢芯，所述钢芯的端面与所述镁合金牺牲阳极棒的端面平齐共面，将该面作为焊接面。
实施例2
一种热水器用镁合金牺牲阳极棒摩擦焊接工艺，具体如下：
将直径为20mm牌号为AZ31B的镁合金牺牲阳极棒与直径为20mm 45#钢帽进行端面旋转摩擦焊接，所述摩擦焊接的参数如下：
主轴转速：1400r/min，
摩擦压力：30Mpa，
摩擦时间：5s，
顶锻压力：50Mpa；
所述镁合金牺牲阳极棒中间包裹有直径为4.2mm钢芯，所述钢芯的端面与所述镁合金牺牲阳极棒的端面平齐共面，将该面作为焊接面。
实施例3
一种热水器用镁合金牺牲阳极棒摩擦焊接工艺，具体如下：
将直径为20mm牌号为AZ31B的镁合金牺牲阳极棒与直径为20mm 45#钢帽进行端面旋转摩擦焊接，所述摩擦焊接的参数如下：
主轴转速：1600r/min，
摩擦压力：30Mpa，
摩擦时间：5s，
顶锻压力：50Mpa；
所述镁合金牺牲阳极棒中间包裹有直径为4.2mm钢芯，所述钢芯的端面与所述镁合金牺牲阳极棒的端面平齐共面，将该面作为焊接面。
对实施例1-3摩擦焊接后制备的试样中焊接部强度进行检测，如图9所示，强度分别为97.4Mpa、106.3Mpa和143.9Mpa。本发明的焊接工艺使得钢与镁合金阳极棒铁芯的界面处形成了明显的冶金结合，而且焊缝区域的变形层厚度和结合强度随着旋转速度的增加而增加。同时在镁合金阳极棒的使用过程中阳极棒与钢帽之间不存在间隙，保证了阳极镁棒与钢帽的结合强度，不会出现因为阳极镁棒螺纹腐蚀后与螺母分离的现象。
需要说明的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例，显然本发明不仅仅限于以上实施例，还可以有其他变形。本领域的技术人员从本发明公开内容直接导出或间接引申的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种热水器用镁合金牺牲阳极棒摩擦焊接工艺，其特征在于，所述工艺是将镁合金牺牲阳极棒与45#钢帽进行端面旋转摩擦焊接，所述摩擦焊接的参数如下：
主轴转速：1200-1600r/min，
摩擦压力：30Mpa，
摩擦时间：5s，
顶锻压力：50Mpa；
所述镁合金牺牲阳极棒中间包裹有钢芯，所述钢芯的端面与所述镁合金牺牲阳极棒的端面平齐共面，将该面作为焊接面；所述钢帽的端面与所述焊接面大小一致。
2.根据权利要求1所述热水器用镁合金牺牲阳极棒摩擦焊接工艺，其特征在于，所述镁合金牺牲阳极棒牌号为AZ31B。
3.根据权利要求1所述热水器用镁合金牺牲阳极棒摩擦焊接工艺，其特征在于，所述45#钢帽和所述镁合金牺牲阳极棒直径均为20mm。
4.根据权利要求1所述热水器用镁合金牺牲阳极棒摩擦焊接工艺，其特征在于，所述镁合金牺牲阳极棒中的钢芯直径为4.2mm。
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