CN115091016A - 一种控制铜钢感应加热焊接质量的自动焊接方法 - Google Patents
一种控制铜钢感应加热焊接质量的自动焊接方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115091016A CN115091016A CN202210606840.7A CN202210606840A CN115091016A CN 115091016 A CN115091016 A CN 115091016A CN 202210606840 A CN202210606840 A CN 202210606840A CN 115091016 A CN115091016 A CN 115091016A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- welding
- copper
- workpiece
- steel
- time
- 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.)
- Granted
Links
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
- B23K13/00—Welding by high-frequency current heating
- B23K13/01—Welding by high-frequency current heating by induction heating
Abstract
本发明公开了一种控制铜钢感应加热焊接质量的自动焊接方法，它涉及钢与铜及铜合金感应焊接方法，目的是解决铜钢加热不均匀，钢体局部过热，影响铜钢结合界面的整体抗剪强度，严重时造成钢体局部熔化等问题。本发明的主要步骤为：工件夹具铜套组装；组装瓷片组合模铜环；焊接；焊后缓冷；无损检测；力学检测。本发明减少人为因素并稳定了焊接质量，充分利用铜钢焊接过程变化情况，对应采用多段组合焊接，有效避免了焊接过程中断焊、焊缝表面成形不良、加热温度控制不精确、钢制工件过热等问题，使焊接接头成形良好，无焊接缺陷，有良好力学性能，满足产品在设计、制造、运输、储存和安全使用等方面的要求。
Description
技术领域
本发明涉及钢与铜及铜合金感应焊接方法，具体涉及一种控制铜钢感应加热焊接质量的自动焊接方法。
背景技术
随着焊接技术在兵器行业的应用与发展，并伴随着不断的技术创新，为了适应薄壁壳体产品的要求，常规的钢与铜及铜合金的连接方式已经不能满足新型产品的结构设计要求，而采用感应加热方式使预置在钢基体上的铜及铜合金环在瓷片组合模中整体熔化并与钢基体发生冶金结合，而钢基体不熔化的一种焊接方法，即感应加热焊接方法，便实现了产品的结构设计要求和技术要求。
在实际焊接生产中，由于钢体材质的不均匀性、感应器位置精度、瓷片组合精度等客观因素，会使铜及铜合金局部受热过多，而使钢体局部受热过多，形成钢体局部过热，影响铜与钢结合界面的整体抗剪强度，严重时会造成钢体局部熔化。通常进行手工感应加热焊接时，通过人工不断调整焊接参数并结合经验用肉眼依据铜及铜合金在瓷片组合模中加热熔化的状况来进行最终焊接质量结果判定。
对于铜及铜合金环在瓷片组合模中通过感应加热整体熔化的自动焊接方法，现有是技术文件还没有提供相关的研究。因此，通过铜及铜合金感应加热熔化状态，发明一种控制铜钢感应加热焊接质量的自动焊接方法，来确定焊接质量结果，减少人为因素的影响，以使焊接质量更加可靠，就具有一定的必要性和现实意义。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种控制铜钢感应加热焊接质量的自动焊接方法，解决铜钢加热不均匀，钢体局部过热，影响铜钢结合界面的整体抗剪强度，严重时造成钢体局部熔化，和仅通过人工凭经验判定最终焊接质量结果，造成焊接质量不可靠问题，使焊接接头成型良好，无焊接缺陷，有良好力学性能，满足产品设计要求。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：本发明所述焊接方法是基于铜钢加热过程中，铜及铜合金加热熔化状态及铜钢界面受热状况，采用预热焊、硬规范短时焊、陡降焊、软规范长时焊、焊接质量节点维持焊的多级段组合焊接，包括以下步骤：
⑴工件夹具铜套组装：将清理后的钢质的工件I放置在工作平台上，取出定位夹具将工件I锁紧，再将纯铜铜套套过工件I，放置在定位夹具上；
⑵组装瓷片组合模铜环：将瓷片组合成圆环状，随后在瓷片外缠绕玻璃纤维布，再用玻璃纤维带捆扎，最后组装成瓷片组合模放置在纯铜铜套上，再将铜或铜合金环的工件II套过工件I放置在瓷片组合模内；
步骤⑶焊接：将与工件II组装好后的工件I放置在回转工作台上，然后通过预先设定好的程序，以自动运行的方式，将工件I旋转至感应加热焊接工位，感应器再运行至感应加热位置，启动感应焊接电源，按设定焊接参数组合曲线进行焊接，焊接完毕关闭感应焊接电源，焊后熔池静止1min～2min后，工件I旋转离开焊接工位，进行下一工件焊接；
步骤⑷焊后缓冷：焊接完毕，将工件I从回转工作台上取下，待冷却至室温环境温度不低于10℃且不高于40℃，相对湿度不高于65%后，再将瓷片组合模取下；
步骤⑸无损检测：采用超声波探伤法检测，铜钢焊接界面不允许有裂纹、未熔合、夹渣；目测观察铜及铜合金表面无凹坑、夹渣、裂纹、气孔等缺陷；
步骤⑹力学检测：利用专用剪切模进行铜钢焊接界面抗剪强度判定，满足产品技术要求：铜钢界面抗剪强度为150MPa～170MPa。
进一步的，在步骤⑴中，所述工件I的外径80mm～160mm，壁厚为6mm～11mm，纯铜铜套厚度为不小于40mm。
在步骤⑵中，所述瓷片组合模的瓷片数为6片～12片，工件II材质为纯铜、96黄铜或90黄铜，壁厚为5mm～7mm，高度为20mm～40mm。
在步骤⑶中，所述焊接参数为预热焊焊接电压380V～390V，焊接时间为8s～10s；硬规范短时焊接电压400V～440V，升压时间为5s，焊接时间为25s～30s；陡降焊焊接电压350V～360V，降压时间为5s焊接时间为10s～15s；软规范长时间焊接电压400V～420V，焊接时间100s～105s；焊接质量节点维持焊接电压370V～380V，焊接时间5s～10s；焊接能量28000kws～49000kws，感应器内径为100mm～200mm与瓷片组合模外径之间间隙为7mm，感应器与工件II高度差为6mm。
与现有技术相比较，本发明所述焊接方法的优点有：
充分利用铜钢焊接过程变化情况，对应采用多段组合焊接，有效避免了焊接过程中断焊、焊缝表面成形不良、加热温度控制不精确、钢制工件过热等问题，使焊接接头成形良好，无焊接缺陷，有良好力学性能，满足产品设计要求。减少人为因素并稳定了焊接质量，焊接接头性能满足产品在制造、运输、储存和安全使用等方面的要求；同时焊接接头具有抗载荷的焊接使用性能，达到承受膛压、惯性力等所受力的影响，满足了产品的实际使用要求。
附图说明
图1是工件I和工件II进行感应加热焊接时的结构示意图；
图2是回转台的机构示意图；
图3是焊接参数组合曲线示意图；
图4是专用剪切模结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。
参照图1-4所示，本发明所述焊接方法是基于铜钢加热过程中，铜及铜合金加热熔化状态及铜钢界面受热状况，采用预热焊、硬规范短时焊、陡降焊、软规范长时焊、焊接质量节点维持焊的多级段组合焊接，包括以下步骤：
⑴工件夹具铜套组装：将清理后的钢质的工件I1放置在工作平台上，取出定位夹具6将工件I锁紧，再将纯铜铜套7套过工件I，放置在定位夹具上；
⑵组装瓷片组合模铜环：将瓷片组合成圆环状，随后在瓷片外缠绕玻璃纤维布，再用玻璃纤维带捆扎，最后组装成瓷片组合模4放置在纯铜铜套上，再将铜或铜合金环的工件II2套过工件I放置在瓷片组合模内；
步骤⑶焊接：将与工件II组装好后的工件I放置在回转工作台5上，然后通过预先设定好的程序，以自动运行的方式，将工件I旋转至感应加热焊接工位，感应器3再运行至感应加热位置，启动感应焊接电源，按设定焊接参数组合曲线进行焊接，焊接完毕关闭感应焊接电源，焊后熔池静止1min～2min后，工件I旋转离开焊接工位，进行下一工件焊接；
步骤⑷焊后缓冷：焊接完毕，将工件I从回转工作台上取下，待冷却至室温环境温度不低于10℃且不高于40℃，相对湿度不高于65%后，再将瓷片组合模取下；
步骤⑸无损检测：采用超声波探伤法检测，铜钢焊接界面不允许有裂纹、未熔合、夹渣；目测观察铜及铜合金表面无凹坑、夹渣、裂纹、气孔等缺陷；
步骤⑹力学检测：利用专用剪切模进行铜钢焊接界面抗剪强度判定，满足产品技术要求：铜钢界面抗剪强度为150MPa～170MPa。剪切模包括模座13、剪切模本体14和退料模15。
进一步的，在步骤⑴中，所述工件I的外径80mm～160mm，壁厚为6mm～11mm，纯铜铜套7厚度为不小于40mm。
在步骤⑵中，所述瓷片组合模4的瓷片数为6片～12片，工件II2材质为纯铜、96黄铜或90黄铜，壁厚为5mm～7mm，高度为20mm～40mm。
在步骤⑶中，所述焊接参数为预热焊焊接8电压380V～390V，焊接时间为8s～10s；硬规范短时焊接9电压400V～440V，升压时间为5s，焊接时间为25s～30s；陡降焊焊接10电压350V～360V，降压时间为5s焊接时间为10s～15s；软规范长时间焊接11电压400V～420V，焊接时间100s～105s；焊接质量节点维持焊接12电压370V～380V，焊接时间5s～10s；焊接能量28000kws～49000kws，感应器3内径为100mm～200mm与瓷片组合模外径之间间隙为7mm，感应器与工件II高度差为6mm。
实施例1 ：
该实施方式包括以下步骤：
步骤⑴工件夹具铜套组装：将清理后的外径为150mm，壁厚为6.5mm的45CrNiMo1VA的工件I放置在工作平台上，取出定位夹具将工件I锁紧，再将厚度为40mm的纯铜铜套套过工件I，放置在定位夹具上；
步骤⑵组装瓷片组合模铜环：将12片瓷片组合成圆环状，随后在瓷片外缠绕玻璃纤维布，再用玻璃纤维带捆扎，最后组装成瓷片组合模放置在纯铜铜套上，再将壁厚为5.5mm，高度为38mm的纯铜环的工件II套过钢制工件件放置在瓷片组合模内；
步骤⑶焊接：将与工件II组装好后的工件I放置在回转工作台上，然后通过预先设定好的程序，以自动运行的方式，将工件I旋转至感应加热焊接工位，感应器再运行至感应加热位置，感应器内径为190mm与瓷片组合模外径之间间隙为7mm，感应器与铜或铜合金环的工件II高度差为6mm，启动感应焊接电源，按设定焊接参数组合曲线进行焊接，焊接参数为预热焊焊接电压380V，焊接时间为10s；硬规范短时焊接电压420V，升压时间为5s，焊接时间为30s；陡降焊焊接电压360V，降压时间为5s焊接时间为15s；软规范长时间焊接电压400V，焊接时间100s；焊接质量节点维持焊接电压370V，焊接时间6s；焊接能量48000kws。焊接完毕关闭感应焊接电源，焊后熔池静止1min～2min后，工件I旋转离开焊接工位，进行下一工件焊接；
步骤⑷焊后缓冷：焊接完毕，将工件I从回转工作台上取下，待冷却至环境温度不低于10℃且不高于40℃，相对湿度不高于65%室温环境后，再将瓷片组合模取下；
步骤⑸无损检测：采用超声波探伤法检测，铜钢焊接界面不允许有裂纹、未熔合、夹渣；目测观察铜及铜合金表面无凹坑、夹渣、裂纹、气孔等缺陷；
步骤⑹力学检测：利用专用剪切模进行铜钢焊接界面抗剪强度判定，满足产品技术要求：铜钢界面抗剪强度不小于150MPa；
实施例2：
该实施方式包括以下步骤：：
步骤⑴工件夹具铜套组装：将清理后的外径为120mm，壁厚为10.5mm的30CrMnSiA工件I放置在工作平台上，取出定位夹具将钢制工件锁紧，再将厚度为40mm的纯铜铜套套过工件I，放置在定位夹具上；
步骤⑵组装瓷片组合模铜环：将12片瓷片组合成圆环状，随后在瓷片外缠绕玻璃纤维布，再用玻璃纤维带捆扎，最后组装成瓷片组合模放置在纯铜铜套上，再将壁厚为6.5mm，高度为34mm的96黄铜环工件II套过钢制工件件放置在瓷片组合模内；
步骤⑶焊接：将组装好后的带有96黄铜环的工件I放置在回转工作台上，然后通过预先设定好的程序，以自动运行的方式，将工件I旋转至感应加热焊接工位，感应器再运行至感应加热位置，感应器内径为160mm与瓷片组合模外径之间间隙为7mm，感应器与铜或铜合金环的工件II高度差为6mm，启动感应焊接电源，按设定焊接参数组合曲线进行焊接，焊接参数为预热焊焊接电压380V，焊接时间为10s；硬规范短时焊接电压420V，升压时间为5s，焊接时间为30s；陡降焊焊接电压360V，降压时间为5s焊接时间为15s；软规范长时间焊接电压405V，焊接时间105s；焊接质量节点维持焊接电压360V，焊接时间5s；焊接能量29000kws。焊接完毕关闭感应焊接电源，焊后熔池静止1min～2min后，工件I旋转离开焊接工位，进行下一工件焊接；
步骤⑷焊后缓冷：焊接完毕，将工件I从回转工作台上取下，待冷却至环境温度不低于10℃且不高于40℃，相对湿度不高于65%室温环境后，再将瓷片组合模取下；
步骤⑸检测：采用超声波探伤法检测，铜钢焊接界面不允许有裂纹、未熔合、夹渣；目测观察铜及铜合金表面无凹坑、夹渣、裂纹、气孔等缺陷；
步骤⑹检测：利用专用剪切模进行铜钢焊接界面抗剪强度判定，满足产品技术要求：铜钢界面抗剪强度不小于160MPa。
本发明减少人为因素并稳定了焊接质量，焊接接头性能满足产品在制造、运输、储存和安全使用等方面的要求；同时焊接接头具有抗载荷的焊接使用性能，达到承受膛压、惯性力等所受力的影响，满足了产品的实际使用要求。
以上描述仅是本发明的一个具体实例，并不构成对本发明的任何限制。显然对于本领域的专业人员来说，在了解了本发明内容和原理后，都可能在不背离本发明原理、结构的情况下，进行形式和细节上的各种修正和改变，但是这些基于本发明思想的修正和改变仍在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (4)
1.一种控制铜钢感应加热焊接质量的自动焊接方法，所述焊接方法是基于铜钢加热过程中，铜及铜合金加热熔化状态及铜钢界面受热状况，采用预热焊、硬规范短时焊、陡降焊、软规范长时焊、焊接质量节点维持焊的多级段组合焊接,其特征在于，包括以下步骤：
⑴工件夹具铜套组装：将清理后的钢质的工件I放置在工作平台上，取出定位夹具将工件I锁紧，再将纯铜铜套套过工件I，放置在定位夹具上；
⑵组装瓷片组合模铜环：将瓷片组合成圆环状，随后在瓷片外缠绕玻璃纤维布，再用玻璃纤维带捆扎，最后组装成瓷片组合模放置在纯铜铜套上，再将铜或铜合金环的工件II套过工件I放置在瓷片组合模内；
⑶焊接：将与工件II组装好后的工件I放置在回转工作台上，然后通过预先设定好的程序，以自动运行的方式，将工件I旋转至感应加热焊接工位，感应器再运行至感应加热位置，启动感应焊接电源，按设定焊接参数组合曲线进行焊接，焊接完毕关闭感应焊接电源，焊后熔池静止1min～2min后，工件I旋转离开焊接工位，进行下一工件焊接；
⑷焊后缓冷：焊接完毕，将工件I从回转工作台上取下，待冷却至室温环境温度不低于10℃且不高于40℃，相对湿度不高于65%后，再将瓷片组合模取下；
⑸无损检测：采用超声波探伤法检测，铜钢焊接界面不允许有裂纹、未熔合、夹渣；目测观察铜及铜合金表面无凹坑、夹渣、裂纹、气孔等缺陷；
⑹力学检测：利用专用剪切模进行铜钢焊接界面抗剪强度判定，满足产品技术要求：铜钢界面抗剪强度为150MPa～170MPa。
2.根据权利要求1所述控制铜钢感应加热焊接质量的自动焊接方法，其特征在于：在步骤⑴中，所述工件I的外径80mm～160mm，壁厚为6mm～11mm，纯铜铜套厚度为不小于40mm。
3.根据权利要求1所述控制铜钢感应加热焊接质量的自动焊接方法，其特征在于：在步骤⑵中，所述瓷片组合模的瓷片数为6片～12片，工件II材质为纯铜、96黄铜或90黄铜，壁厚为5mm～7mm，高度为20mm～45mm。
4.根据权利要求1-3任一所述控制铜钢感应加热焊接质量的自动焊接方法，其特征在于：在步骤⑶中，所述焊接参数为预热焊焊接电压380V～390V，焊接时间为8s～10s；硬规范短时焊接电压400V～440V，升压时间为5s，焊接时间为25s～30s；陡降焊焊接电压350V～360V，降压时间为5s焊接时间为10s～15s；软规范长时间焊接电压400V～420V，焊接时间100s～105s；焊接质量节点维持焊接电压370V～380V，焊接时间5s～10s；焊接能量28000kws～49000kws，感应器内径为100mm～200mm与瓷片组合模外径之间间隙为7mm，感应器与工件II高度差为6mm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210606840.7A CN115091016B (zh) | 2022-05-31 | 2022-05-31 | 一种控制铜钢感应加热焊接质量的自动焊接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210606840.7A CN115091016B (zh) | 2022-05-31 | 2022-05-31 | 一种控制铜钢感应加热焊接质量的自动焊接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115091016A true CN115091016A (zh) | 2022-09-23 |
| CN115091016B CN115091016B (zh) | 2023-09-29 |
Family
ID=83289668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210606840.7A Active CN115091016B (zh) | 2022-05-31 | 2022-05-31 | 一种控制铜钢感应加热焊接质量的自动焊接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115091016B (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102114561A (zh) * | 2009-12-31 | 2011-07-06 | 南京理工大学 | 铝-钢螺柱预镀铜感应熔钎焊方法 |
| CN102784988A (zh) * | 2012-08-31 | 2012-11-21 | 郑州机械研究所 | 一种辅助振动感应钎焊的方法 |
| CN103433636A (zh) * | 2013-08-22 | 2013-12-11 | 唐勇 | 压焊复合法制造双金属冶金复合管的方法 |
| CN104858555A (zh) * | 2015-06-10 | 2015-08-26 | 江苏力沛电力工程技术服务有限公司 | 压力管道焊接工艺 |
| CN105081528A (zh) * | 2015-06-24 | 2015-11-25 | 浙江东南网架股份有限公司 | 一种Q345qE结构钢的焊接工艺 |
| US20160312923A1 (en) * | 2015-04-24 | 2016-10-27 | Zhuji Sibeida Machinery Co., Ltd. | Novel copper and steel composite pipe, manufacturing method, application and welded structure body |
-
2022
- 2022-05-31 CN CN202210606840.7A patent/CN115091016B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102114561A (zh) * | 2009-12-31 | 2011-07-06 | 南京理工大学 | 铝-钢螺柱预镀铜感应熔钎焊方法 |
| CN102784988A (zh) * | 2012-08-31 | 2012-11-21 | 郑州机械研究所 | 一种辅助振动感应钎焊的方法 |
| CN103433636A (zh) * | 2013-08-22 | 2013-12-11 | 唐勇 | 压焊复合法制造双金属冶金复合管的方法 |
| US20160312923A1 (en) * | 2015-04-24 | 2016-10-27 | Zhuji Sibeida Machinery Co., Ltd. | Novel copper and steel composite pipe, manufacturing method, application and welded structure body |
| CN104858555A (zh) * | 2015-06-10 | 2015-08-26 | 江苏力沛电力工程技术服务有限公司 | 压力管道焊接工艺 |
| CN105081528A (zh) * | 2015-06-24 | 2015-11-25 | 浙江东南网架股份有限公司 | 一种Q345qE结构钢的焊接工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115091016B (zh) | 2023-09-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101491856B (zh) | 大型锻件压缩电弧加感应复合热源补焊方法 | |
| CN102962543B (zh) | 紫铜与不锈钢异种材质的焊接工艺 | |
| CN105033421B (zh) | 异种金属电弧胶焊连接系统及方法 | |
| CN106312270A (zh) | 一种同轴空心钨极tig焊装置及其焊枪、使用方法和应用 | |
| CN114434086B (zh) | 一种钛合金薄壁件表面裂纹修复方法 | |
| CN104588806A (zh) | 一种硬质合金刀片激光钎焊方法 | |
| CN102151995A (zh) | 汽车变速器齿轮激光焊缝闭合方法 | |
| CN107234319B (zh) | 薄板不锈钢波纹管卷管焊接工艺 | |
| CN103739193B (zh) | 一种光纤预制棒锥头的生产方法 | |
| CN115091016A (zh) | 一种控制铜钢感应加热焊接质量的自动焊接方法 | |
| CN102625493A (zh) | 一种多晶硅真空炉用摩擦焊铜电极及其制造工艺 | |
| CN101382216B (zh) | 一种抗弯曲的铜铝管接头、其制备方法及专用芯棒 | |
| CN1701907A (zh) | 锻造模具型腔薄层焊补工艺 | |
| CN105150526A (zh) | 一种汽车塑料件的焊接方法 | |
| CN202602924U (zh) | 一种多晶硅真空炉用摩擦焊铜电极 | |
| CN210254668U (zh) | 一种具有快速装夹和限位的电阻对焊机模具 | |
| CN112676694A (zh) | 一种解决apm车顶焊接凹陷的方法 | |
| CN101694824B (zh) | 一种全玻壳紧凑型节能荧光灯的加工方法 | |
| CN112475808A (zh) | 一种适用于铝合金/钢复合结构件工业生产的工艺及应用 | |
| CN106142539B (zh) | 机动车塑料件焊接方法 | |
| CN115138853B (zh) | 一种促动器油缸缸筒的修复方法 | |
| CN1140399C (zh) | 铝塑复合管的制作方法及铝管定径对缝装置 | |
| CN213794935U (zh) | 一种用于燃气管道的焊接装置 | |
| CN102886659A (zh) | 一种大口径镁合金管件的制备方法 | |
| CN104772404A (zh) | 无缝气瓶的反向收口工艺 |
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 | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |