專(zhuān)利名稱(chēng)：鎂鋼異種金屬冷金屬過(guò)渡熔-釬焊連接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鎂板鋼板的焊接，國(guó)際專(zhuān)利分類(lèi)為B23K。
背景技術(shù)：
目前關(guān)于鎂鋼異種金屬的焊接性及焊接工藝、焊接材料的研究報(bào)道主要集中在激光-TIG復(fù)合熱源焊、攪拌摩擦焊、激光焊、擴(kuò)散焊以及釬焊等方面的研究。鎂合金和鋼的物理化學(xué)性質(zhì)存在很大的差異(1)熔點(diǎn)，鎂為650°C，鋼為1539°C， 兩者很難實(shí)現(xiàn)互溶。(2)晶格類(lèi)型，鎂是密排六方，鋼是體形立方，因而物理性能力學(xué)性能差異很大。(3)相圖上來(lái)看鎂和鋼幾乎不存在物理反應(yīng)及化學(xué)反應(yīng)，即不能生成金屬間化合物或固溶體。因此從焊接理論和工藝上講，目前的熔化焊焊接方法很難實(shí)現(xiàn)鎂鋼的有效連接。大連理工大學(xué)采用激光-電弧復(fù)合焊接技術(shù)進(jìn)行焊接研究，獲得了連接接頭，但由于鎂鋼不互溶也不反應(yīng)，接頭連接方式為機(jī)械連接，而且力學(xué)性能也不能滿足實(shí)際應(yīng)用的需求 (焊接學(xué)報(bào)，2006，Vol, 27, Issue. 12 :53_57)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是實(shí)現(xiàn)鎂板鋼板的連接，得到完善的連接接頭和力學(xué)性能。本發(fā)明是鎂鋼異種金屬冷金屬過(guò)渡熔-釬焊連接方法，其步驟為(1)首先對(duì)普通低碳鋼或低合金鋼板進(jìn)行鍍鋅處理；(2)用丙酮擦拭鋼板，用鋼絲刷刷掉鎂合金板表面的氧化膜然后用丙酮擦拭干凈；(3)將鎂合金板和鍍鋅鋼板搭接在一起，搭接的寬度為10mm，形成鎂合金板在上、 鍍鋅鋼板在下的搭接接頭；(4)焊接時(shí)，焊槍向鎂合金板一側(cè)偏離搭接縫隙距離(L)，距離(L)的取值范圍為 1 4mm，然后用冷金屬過(guò)渡焊焊機(jī)進(jìn)行焊接，焊接速度為7. 2mm/s 8. 5mm/s，焊接送絲速度為4m/min 5m/min，焊接電壓為IOV 17V，焊接時(shí)通過(guò)熔化鎂合金板，同時(shí)保持鍍鋅鋼板為固態(tài)，在鍍鋅鋼板一側(cè)形成釬焊連接，而鎂合金板一側(cè)形成熔化焊連接。本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明通過(guò)采用鋼板鍍鋅處理和偏離鎂板一側(cè)的焊接技術(shù)，利用CMT焊的焊接方法，調(diào)整好一定的參數(shù)工藝。最后可以獲得了美觀的焊接接頭， 顯著提高了焊接接頭的力學(xué)性能，實(shí)現(xiàn)了鎂和鋼的有效連接。


圖1為鎂合金板與鋼板的焊接方法示意圖。圖中1鎂合金板，2為進(jìn)行鍍鋅處理的鋼板，3為焊絲，4為焊槍。圖中焊絲偏離距罔為L(zhǎng)o圖2為圖1的側(cè)視圖，為焊槍與所焊試件夾角示意圖。焊接時(shí)焊槍與所焊試件成 45°角，焊接過(guò)程采用氬氣保護(hù)。
圖3為采用焊絲送進(jìn)位置偏離鎂鋼搭接縫隙的距離為Imm時(shí)，所選取的焊接參數(shù)為焊接電壓17V，焊接速度8. 5m/s，送絲速度為4m/min時(shí)所形成的接頭正面形貌圖。圖4為采用焊絲送進(jìn)位置偏離鎂鋼搭接縫隙的距離為Imm時(shí)，所選取的焊接參數(shù)為焊接電壓17V，焊接速度8. 5m/s，送絲速度為4m/min時(shí)所形成的接頭橫截面圖。圖5為在所焊試件上截取的拉伸試樣圖。圖6為圖5試樣拉伸斷裂后的圖。圖7為采用焊絲送進(jìn)位置偏離鎂鋼搭接縫隙的距離為4mm時(shí)，所選取的焊接參數(shù)為焊接電壓為18V，焊接速度8. 5m/s，送絲速度為5m/min時(shí)所形成的接頭正面形貌圖。圖8為采用焊絲送進(jìn)位置偏離鎂鋼搭接縫隙的距離為4mm時(shí)，所選取的焊接參數(shù)為焊接電壓為18V，焊接速度8. 5m/s，送絲速度為5m/min時(shí)所形成的接頭橫截面圖。圖9為從圖7所示試樣截取拉伸試樣，然后進(jìn)行拉伸，所得到拉伸斷后試樣圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的在鎂合金板一側(cè)實(shí)現(xiàn)低熱輸入熔焊接頭，在鍍鋅鋼板側(cè)實(shí)現(xiàn)釬接而形成鎂鋼的熔釬焊接頭。其特征是采用含鋁的鎂合金焊絲通過(guò)冷金屬過(guò)渡焊，即CMT焊(Cold MetalTransfer)。該方法采用Fronius公司生產(chǎn)的型號(hào)為CMT3200的焊機(jī)，并以氬氣作為保護(hù)氣體；使用的鋼是HDG60鋼，在鋼板上進(jìn)行鍍鋅處理，鍍鋅層厚度為8. 6 μ m。采用的焊絲是含鋁鋅的鎂合金焊絲；焊接時(shí)，焊槍指向偏離搭接焊縫向鎂合金板側(cè)。具體焊接規(guī)范是偏移的距離L為l-4mm，焊接速度為7. 2mm/s 8. 5mm/s，焊接送絲速度為4m/min 5m/ min時(shí)，焊接電壓為IOV 17V，由此得到的連接接頭余高低，潤(rùn)濕面積大，接頭能承受的載荷大。焊接規(guī)范參數(shù)如表1所示。表1偏離l-4mm的焊接規(guī)范參數(shù)
權(quán)利要求
1.鎂鋼異種金屬冷金屬過(guò)渡熔-釬焊連接方法，其步驟為(1)首先對(duì)普通低碳鋼或低合金鋼板進(jìn)行鍍鋅處理；(2)用丙酮擦拭鋼板，用鋼絲刷刷掉鎂合金板表面的氧化膜然后用丙酮擦拭干凈；(3)將鎂合金板和鍍鋅鋼板搭接在一起，搭接的寬度為10mm，形成鎂合金板在上、鍍鋅鋼板在下的搭接接頭；(4)焊接時(shí)，焊槍向鎂合金板一側(cè)偏離搭接縫隙距離(L)，距離(L)的取值范圍為1 4mm，然后用冷金屬過(guò)渡焊焊機(jī)進(jìn)行焊接，焊接速度為7. 2mm/s 8. 5mm/s，焊接送絲速度為 4m/min 5m/min，焊接電壓為IOV 17V，焊接時(shí)通過(guò)熔化鎂合金板，同時(shí)保持鍍鋅鋼板為固態(tài)，在鍍鋅鋼板一側(cè)形成釬焊連接，而鎂合金板一側(cè)形成熔化焊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂鋼異種金屬冷金屬過(guò)渡熔_釬焊連接方法，其特征在于鍍鋅層厚為8.6 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂鋼異種金屬冷金屬過(guò)渡熔_釬焊連接方法，其特征在于焊絲為含鋁鋅元素的鎂合金焊絲，其成分為A1 5. 8 7. 2，Zn 0. 4 1. 5，MnO. 15 0. 5，Be， Cu，F(xiàn)e，Ni，Si少量，其余為Mg。
全文摘要
鎂鋼異種金屬冷金屬過(guò)渡熔-釬焊連接方法，其步驟為(1)首先對(duì)普通低碳鋼或低合金鋼板進(jìn)行鍍鋅處理；(2)用丙酮擦拭鋼板，用鋼絲刷刷掉鎂合金板表面的氧化膜然后用丙酮擦拭干凈；(3)將鎂合金板和鍍鋅鋼板搭接在一起，搭接的寬度為10mm，形成鎂合金板在上、鍍鋅鋼板在下的搭接接頭；(4)焊接時(shí)，焊槍向鎂合金板一側(cè)偏離搭接縫隙距離(L)的取值范圍為1～4mm，然后用冷金屬過(guò)渡焊焊機(jī)進(jìn)行焊接，焊接速度為7.2mm/s～8.5mm/s，焊接送絲速度為4m/min～5m/min，焊接電壓為10V～17V，焊接時(shí)通過(guò)熔化鎂合金板，同時(shí)保持鍍鋅鋼板為固態(tài)，在鍍鋅鋼板一側(cè)形成釬焊連接，而鎂合金板一側(cè)形成熔化焊連接。
文檔編號(hào)B23K31/02GK102179639SQ20111009973
公開(kāi)日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月12日
發(fā)明者余建永, 曹睿, 朱亮, 王培忠(美國(guó)), 石玗, 陳劍虹 申請(qǐng)人:蘭州理工大學(xué), 通用汽車(chē)環(huán)球科技運(yùn)作有限公司