CN102626815A - 用于铁、铝异种金属焊接的交流双脉冲mig焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了铁铝异种金属一种新型的交流双脉冲MIG焊接方法。交流MIG焊通过电源控制使母材金属处于正极与负极不断变化的状态，进而可以减少焊接过程中母材的热输入量，减小铁铝金属间脆性化合物的厚度，提高了焊接接头的力学性能。同时交流双脉冲MIG焊在焊接过程中对电流施加了一高一低两种不同频率的脉冲，这种双脉冲模式对熔池的震荡作用减少了铝焊缝中气孔的数量，使焊缝表面形成了鱼鳞纹，有效地提高铁铝异种金属接头的力学性能。
Description
技术领域
本发明涉及电弧焊接金属领域，特别涉及一种用于铁、铝异种金属焊接的交流双脉冲MIG焊接方法。
背景技术
当前交通运输工业发展迅速，给人们的生活带来极大的便利。但与此同时飞机和汽车的大型运载工具的大量使用导致大量化石燃料的使用，加剧了环境的污染。所以为了达到可持续发展的目的，选用轻金属代替重金属，在保证力学性能的前提下尽量减少运载工具的自身重量可以有效的提高化石燃料的使用效率，减少温室气体排放。铝合金由于其自身优良的力学性能可以部分代替钢铁作为框架结构使用，所以焊接铝合金和钢铁就可以获得这两种金属的很好的综合力学性能。
目前铁铝异种金属焊接的方法主要包括摩擦焊、激光焊和电弧焊。摩擦焊得到的接头力学性能较好，但是接头的尺寸和形状会受到限制。激光焊和电弧焊应用范围广，但是这两种焊接的热输入量较大，会使铁铝界面产生一层较厚的脆性金属间化合物，影响接头力学性能。
参考文献：
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发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明提供一种用于铁、铝异种金属的交流双脉冲MIG焊接方法，提高了焊接接头的力学性能。
一种用于铁、铝异种金属焊接的交流双脉冲MIG焊接方法，其特征在于，该方法包括：在焊接过程中金属铁板固定在工作台上；金属铝板以搭接的方式置于铁板上10mm-20mm处，并用夹具固定；将交流双脉冲MIG焊枪对准该金属铝板的边缘，工作台以预设的速度移动。
焊接电流为交流电，强度为55A，焊接电压为16.2V，焊接过程中交替输出高频脉冲电流信号和低频脉冲电流信号。
所述的高频脉冲电流信号的频率高于100Hz，所述的低频脉冲电流信号的频率低于30Hz。
焊枪高度为15mm至20mm，焊枪头部向所述的金属铝板倾斜1°到45°之间，背向工作台运动方向倾斜1°到45°之间。
所述预设的速度移动为500mm/min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
交流MIG焊通过电源控制使母材金属处于正极与负极不断变化的状态，进而可以减少焊接过程中母材的热输入量，减小铁铝金属间脆性化合物的厚度，提高了焊接接头的力学性能。同时交流双脉冲MIG焊在焊接过程中对电流施加了一高一低两种不同频率的脉冲，这种双脉冲模式对熔池的震荡作用减少了铝焊缝中气孔的数量，使焊缝表面形成了鱼鳞纹，有效地提高铁铝异种金属接头的力学性能。
现有的直流MIG焊接方法焊接铁铝异种金属的特点是热输入量较大，在焊接异种铁铝薄板过程中使熔池温度过高，铁板与熔融金属铝反应速度会加剧，在铁铝界面生成的脆性金属间化合物Al3Fe，Al5Fe2的厚度较大，会减低焊接接头的力学性能。
附图说明
图1 是用于铁、铝异种金属焊接的交流双脉冲MIG焊接示意图。
图2是交流双脉冲MIG焊与交流单脉冲MIG焊的焊接接头金属间化合物厚度对比。
图3交流双脉冲MIG焊与交流单脉冲MIG焊焊接接头拉伸曲线。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
请先参阅图1，图1 是用于铁、铝异种金属焊接的交流双脉冲MIG焊接示意图，如图所示，一种用于铁、铝异种金属焊接的交流双脉冲MIG焊接方法，包括：在焊接过程中金属铁板1固定在工作台上；金属铝板2以搭接的方式置于铁板1上10mm-20mm处，并用夹具固定；将交流双脉冲MIG焊枪3对准该金属铝板2的边缘，工作台以500mm/min的速度移动。
焊接开始前将电流输出模式调为交流双脉冲模式，并设置焊接电流、焊接电压、保护气流量、工作台运动速度和低频脉冲频率。焊接电流为交流电，强度为55A，焊接电压为16.2V，焊接过程中交替输出高频脉冲电流信号和低频脉冲电流信号。将金属铁板和金属铝板固定在工作台上如图1所示，并调节焊枪的高度与角度，焊枪高度为15mm至20mm，焊枪头部向所述的金属铝板倾斜1°到45°之间，背向工作台运动方向倾斜1°到45°之间。在完成上述准备工作后起弧焊接。
交流双脉冲模式得到的焊接接头脆性金属间化合物厚度相比交流单脉冲模式从10μm左右减小到3μm左右，如图2所示。并且抗拉强度也从80Mpa提高到200Mpa，如图3所示。
Claims (5)
1.一种用于铁、铝异种金属焊接的交流双脉冲MIG焊接方法，其特征在于，该方法包括：在焊接过程中金属铁板（1）固定在工作台上；金属铝板（2）以搭接的方式置于该铁板（1）上10mm-20mm处，并用夹具固定；将交流双脉冲MIG焊枪（3）对准该金属铝板（2）的边缘，工作台以预设的速度移动。
2.根据权利要求1所述的用于铁、铝异种金属焊接的交流双脉冲MIG焊接方法，其特征在于，焊接电流为交流电，强度为55A，焊接电压为16.2V，焊接过程中交替输出高频脉冲电流信号和低频脉冲电流信号。
3.根据权利要求2所述的用于铁、铝异种金属焊接的交流双脉冲MIG焊接方法，其特征在于，所述的高频脉冲电流信号的频率高于100Hz，所述的低频脉冲电流信号的频率低于30Hz。
4.根据权利要求1所述的用于铁、铝异种金属焊接的交流双脉冲MIG焊接方法，其特征在于，焊枪高度为15mm至20mm，焊枪头部向所述的金属铝板倾斜1°到45°之间，背向工作台运动方向倾斜1°到45°之间。
5.根据权利要求1所述的用于铁、铝异种金属焊接的交流双脉冲MIG焊接方法，其特征在于所述预设的速度移动为500mm/min。
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