CN107891219A - 一种高强度低磁锚链的闪光焊接工艺 - Google Patents
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Abstract
一种高强度低磁锚链的闪光焊接工艺，其特征在于：烧化量为7‑9mm，顶锻长：6‑8mm,烧化速度为1.8‑2.0mm/s，次级空载电压为4.7V，系统压力为14‑16MPa。本发明相比传统工艺流程，增加预闪光过程，解决低温焊接时材料散热快、焊口加热问题，有效增大热影响区，保证顶锻效果，焊接接头形状能够保证相对一致。对焊接端面施加足够的顶锻压力，接口间隙迅速减小过梁停止爆破，同时挤出端面的液态金属及氧化夹杂物，并使接头区产生一定的塑性变形，以促进再结晶的进行、形成共同晶粒、获得牢固的对接接头。顶锻结束后，电极及顶锻油缸保压一段时间进行冷却，使接头有足够的变形抗力，防止环形回弹造成焊接端口开裂。
Description
技术领域
本发明涉及到锚链领域，特别是涉及到 一种高强度低磁锚链的闪光焊接工艺。
背景技术
锚链广泛用于船舶和海洋工程结构物，是保证浮体在恶劣海洋工况下安全使用的生命之链。随着海洋工程向深海发展，各类设施对锚链性能的要求也越来越高，除了基本的力学性能，对其其他物理性能也有相应的要求。本发明就是涉及到一种高强度低磁锚链的闪光焊接工艺。
传统锚链使用的材料为低合金高强度结构钢，而要满足低磁或无磁的要求，则必须使用奥氏体不锈钢。此外为了满足抗拉强度≥690MPa的强度要求，需要添加适量的微合金元素以提高强度。由此对锚链的闪光焊接工艺也带来了较大的影响，普通锚链的焊接参数对该产品不再适用，需要设计一种全新的闪光焊接工艺以保证高强度低磁锚链的闪光焊缝接头满足性能要求。
发明内容
本发明的目的要解决上述技术问题，提供 一种高强度低磁锚链的闪光焊接工艺。
本发明的目的是这样实现的： 1. 一种高强度低磁锚链的闪光焊接工艺，其特征在于：烧化量为7-9mm，顶锻长：6-8mm,烧化速度为1.8-2.0mm/s，次级空载电压为4.7V，系统压力为14-16MPa。
2.根据权利要求1所述的一种高强度低磁锚链的闪光焊接工艺，包括以下步骤：
（1）、链环固定与错位纠正：
通过上下两个固定电极和上下两个活动电极共同作用，将链环固定在系统压力14-16MPa的焊机上，并对环体上下错位进行纠正。
（2）、闪光预热：
左右电极与焊接变压器次级相连接，施加4.7V的电压，焊接端面一次或多次迅速接触、迅速分开，形成断续闪光。
（3）、焊接端面烧化：
预热完成后，转入稳定的连续闪光过程，活动电极按1.8-2.0mm的烧化速度推进，直至7-9mm的烧化量（即左右电极间距缩量）控制结束。
（4）、有电顶锻：
烧化完成后不立即断电，在顶锻过程中延迟一段时间停电，并对焊接端面施加足够的顶锻压力，为了保证接头的塑性变形量，焊口的压缩量（即顶锻长）为6-8mm。
（5）、链环冷却：
顶锻结束，电极及顶锻油缸保压一段时间（即冷却时间），使接头有足够的变形抗力，防止环形回弹造成焊接端口开裂。
作为优选的技术方案：所述的步骤（1），将链环固定在系统压力14-16MPa的焊机上；由于低磁钢强度高，变形抗力大，14-16MPa的系统压力可以防止在顶锻过程中电极发生打滑造成顶锻不足。
作为优选的技术方案：所述的步骤（2），左右电极与焊接变压器次级相连接，施加4.7V的电压；高强度低磁链合金高熔点低，电压电流过大会容易产生过烧甚至导致母材熔化，因此选用相对较低的4.7V次级空载电压。
作为优选的技术方案：所述的步骤（3），活动电极按1.8-2.0mm的烧化速度推进，直至7-9mm的烧化量（即左右电极间距缩量）控制结束；高强度低磁链导电导热性差,较低的1.8~2.0mm/s焊接速度保证闪光的强烈和稳定，并获得最佳的加热效果；为了保证顶锻时能产生足够的塑性变形，需要适当增大烧化量至7-9mm，延长烧化时间，避免顶锻时焊口端面侧移形成错位等现象。
作为优选的技术方案：所述的步骤（4），为保证接头的塑性变形量，焊口的压缩量（即顶锻长）为6-8mm；低磁钢强度高，而且热影响区短，顶锻时变形抗力大，因此适当增加顶锻长可避免出现顶锻不实的情况。
本发明相比传统工艺流程，增加预闪光过程，解决低温焊接时材料散热快、焊口加热问题，有效增大热影响区，保证顶锻效果，焊接接头形状能够保证相对一致。对焊接端面施加足够的顶锻压力，接口间隙迅速减小过梁停止爆破，同时挤出端面的液态金属及氧化夹杂物，并使接头区产生一定的塑性变形，以促进再结晶的进行、形成共同晶粒、获得牢固的对接接头。顶锻结束后，电极及顶锻油缸保压一段时间进行冷却，使接头有足够的变形抗力，防止环形回弹造成焊接端口开裂。
具体实施方式
下面对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限制： 一种高强度低磁锚链的闪光焊接工艺，包括以下步骤：（1）、链环固定与错位纠正：通过上下两个固定电极和上下两个活动电极共同作用，将链环固定在系统压力14-16MPa的焊机上，并对环体上下错位进行纠正。（2）、闪光预热：左右电极与焊接变压器次级相连接，施加4.7V的电压，焊接端面一次或多次迅速接触、迅速分开，形成断续闪光。（3）、焊接端面烧化：预热完成后，转入稳定的连续闪光过程，活动电极按1.8-2.0mm的烧化速度推进，直至7-9mm的烧化量（即左右电极间距缩量）控制结束。（4）、有电顶锻：烧化完成后不立即断电，在顶锻过程中延迟一段时间停电，并对焊接端面施加足够的顶锻压力，为了保证接头的塑性变形量，焊口的压缩量（即顶锻长）为6-8mm。（5）、链环冷却：顶锻结束，电极及顶锻油缸保压一段时间（即冷却时间），使接头有足够的变形抗力，防止环形回弹造成焊接端口开裂。
所述的步骤（1），将链环固定在系统压力14-16MPa的焊机上；由于低磁钢强度高，变形抗力大，14-16MPa的系统压力可以防止在顶锻过程中电极发生打滑造成顶锻不足。所述的步骤（2），左右电极与焊接变压器次级相连接，施加4.7V的电压；高强度低磁链合金高熔点低，电压电流过大会容易产生过烧甚至导致母材熔化，因此选用相对较低的4.7V次级空载电压。所述的步骤（3），活动电极按1.8-2.0mm的烧化速度推进，直至7-9mm的烧化量（即左右电极间距缩量）控制结束；高强度低磁链导电导热性差,较低的1.8~2.0mm/s焊接速度保证闪光的强烈和稳定，并获得最佳的加热效果；为了保证顶锻时能产生足够的塑性变形，需要适当增大烧化量至7-9mm，延长烧化时间，避免顶锻时焊口端面侧移形成错位等现象。所述的步骤（4），为保证接头的塑性变形量，焊口的压缩量（即顶锻长）为6-8mm；低磁钢强度高，而且热影响区短，顶锻时变形抗力大，因此适当增加顶锻长可避免出现顶锻不实的情况。
具体实施时：
烧化量：7~9mm
烧化量的选取必须保证烧化过程结束时，能在焊件的两个端面上保证加热均匀，产生足够的熔化金属层，同时在一定深度上达到塑性变形温度，这样在顶锻的时候才能获得优质的接头。高强度低磁钢合金元素高，导电率低，且散热慢，在闪光结束时热影响区短，不能提供有效的塑性变形，在顶锻压力作用下，焊口端面侧移形成错位等现象，为了保证顶锻时能产生足够的塑性变形，需要适当增大烧化量，延长烧化时间。
顶锻长：6~8mm
在顶锻量较小的时候，会有液态金属残留在接口中，易形成疏松、缩孔、裂纹、铸造组织、灰斑、氧化夹杂物、未焊透等缺陷，使接头力学性能降低，因而得到的冲击值较低；顶锻量偏大会挤压出过多的塑性金属，增加清除接头毛刺的困难，还会因接头局部撕裂以及晶纹严重弯曲，降低接头的冲击韧度。考虑到低磁钢强度高，而且热影响区短，顶锻时变形抗力大，因此适当增加顶锻长已避免出现顶锻不实的情况。
烧化速度：1.8~2.0mm/s
焊接速度的选取关系着闪光焊接过程能否顺利进行，只有选取了合适的焊接速度才能保证闪光的强烈和稳定，并获得最佳的加热效果。高强度低磁链导电导热性差，因此选用的烧化速度相对较低。
次级空载电压：4.7V
次级空载电压的选择会影响到电源输出功率和焊接时的热效率。通过试验可知，次级空载电压过低的时候，闪光不稳定，容易发生焊件短路而中止闪光；次级空载电压过高，会在端面上留下较深的火坑，而且顶锻时无法完全封闭，易产生夹渣、缩孔等缺陷，影响接头质量。高强度低磁链合金高熔点低，电压电流过大会容易产生过烧甚至导致母材熔化，因此选用次级空载电压相对较低的4.7V最为合适。
系统压力：14~16MPa
由于低磁钢强度高，变形抗力大，因此相较于同规格普通锚链环需要适当增加系统压力，防止在顶锻过程中电极发生打滑造成顶锻不足。
有电顶锻：
有电顶锻为了在闪光停止后对焊缝进行补充加热，以利于排除液态金届和进行塑性交形。高强度低磁链应力大，增加有电顶锻使焊缝能够充分熔合，防止顶锻力移除后焊缝开裂。
冷却时间：
高强度链拥有更高的变形抗力，需要增加顶锻后的冷却时间以防止出现回弹。
高强度低磁链环在编环后进行闪光焊接，焊接时将链环放于四个电极中间，其中两个为固定电极，两个为活动电极。
焊接前，通过上下两个固定电极和上下两个活动电极共同作用将链环固定在焊机上，并可对环体上下错位进行纠正。
左右电极与焊接变压器次级相连接，施加电压后，焊接端面一次或多次迅速接触，又迅速分开，形成断续闪光（闪光预热），然后转入稳定的连续闪光过程，活动电极按一定速度推进，直至烧化量（即左右电极间距缩量）控制结束，并立即对焊接端面施加足够的顶锻压力，接口间隙迅速减小过梁停止爆破，同时挤出端面的液态金属及氧化夹杂物，并使接头区产生一定的塑性变形，以促进再结晶的进行、形成共同晶粒、获得牢固的对接接头。为了保证接头的塑性变形量，焊口必须有一定的压缩量，即顶锻长。闪光结束不立即断电，在顶锻过程中延迟一段时间停电即有电顶锻。顶锻结束，电极及顶锻油缸保压一段时间（即冷却时间），使接头有足够的变形抗力，防止环形回弹造成焊接端口开裂。
高强度低磁链环高温编环后低温焊接，相比传统工艺流程，增加预闪光过程，解决低温焊接时材料散热快、焊口加热问题，有效增大热影响区，保证顶锻效果，焊接接头形状能够保证相对一致。
本发明的上述实施例，仅仅是清楚地说明本发明所做的举例，但不用来限制本发明的保护范围，所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由各项权利要求限定。
Claims (6)
1.一种高强度低磁锚链的闪光焊接工艺，其特征在于：烧化量为7-9mm，顶锻长：6-8mm,烧化速度为1.8-2.0mm/s，次级空载电压为4.7V，系统压力为14-16MPa。
2.根据权利要求1所述的一种高强度低磁锚链的闪光焊接工艺，包括以下步骤：
（1）、链环固定与错位纠正：
通过上下两个固定电极和上下两个活动电极共同作用，将链环固定在系统压力14-16MPa的焊机上，并对环体上下错位进行纠正。
（2）、闪光预热：
左右电极与焊接变压器次级相连接，施加4.7V的电压，焊接端面一次或多次迅速接触、迅速分开，形成断续闪光。
（3）、焊接端面烧化：
预热完成后，转入稳定的连续闪光过程，活动电极按1.8-2.0mm的烧化速度推进，直至7-9mm的烧化量（即左右电极间距缩量）控制结束。
（4）、有电顶锻：
烧化完成后不立即断电，在顶锻过程中延迟一段时间停电，并对焊接端面施加足够的顶锻压力，为了保证接头的塑性变形量，焊口的压缩量（即顶锻长）为6-8mm。
（5）、链环冷却：
顶锻结束，电极及顶锻油缸保压一段时间（即冷却时间），使接头有足够的变形抗力，防止环形回弹造成焊接端口开裂。
3.根据权利要求2所述的一种高强度低磁锚链的闪光焊接工艺，其特征在于：所述的步骤（1），将链环固定在系统压力14-16MPa的焊机上；由于低磁钢强度高，变形抗力大，14-16MPa的系统压力可以防止在顶锻过程中电极发生打滑造成顶锻不足。
4.根据权利要求2所述的一种高强度低磁锚链的闪光焊接工艺，其特征在于：所述的步骤（2），左右电极与焊接变压器次级相连接，施加4.7V的电压；高强度低磁链合金高熔点低，电压电流过大会容易产生过烧甚至导致母材熔化，因此选用相对较低的4.7V次级空载电压。
5.根据权利要求2所述的一种高强度低磁锚链的闪光焊接工艺，其特征在于：所述的步骤（3），活动电极按1.8-2.0mm的烧化速度推进，直至7-9mm的烧化量（即左右电极间距缩量）控制结束；高强度低磁链导电导热性差,较低的1.8~2.0mm/s焊接速度保证闪光的强烈和稳定，并获得最佳的加热效果；为了保证顶锻时能产生足够的塑性变形，需要适当增大烧化量至7-9mm，延长烧化时间，避免顶锻时焊口端面侧移形成错位等现象。
6.根据权利要求2所述的一种高强度低磁锚链的闪光焊接工艺，其特征在于：所述的步骤（4），为保证接头的塑性变形量，焊口的压缩量（即顶锻长）为6-8mm；低磁钢强度高，而且热影响区短，顶锻时变形抗力大，因此适当增加顶锻长可避免出现顶锻不实的情况。
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