一種中厚度鎂合金的激光-變極性等離子復(fù)合焊接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體指一種中厚度鎂合金的激光-變極性等離子復(fù)合焊接方法，該方法主要適用于1mm?50mm厚度鎂合金的焊接。
【背景技術(shù)】
[0002]焊接技術(shù)是現(xiàn)代制造工業(yè)中不可缺少的關(guān)鍵制造技術(shù)，已經(jīng)滲透到現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)的各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域。優(yōu)質(zhì)、高效成為衡量一種焊接方法和焊接工藝是否優(yōu)良的標(biāo)志。
[0003]鎂合金因具有低密度、高比強(qiáng)度、易切削加工等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于交通、航空航天及國防軍工等領(lǐng)域；隨著輕量化的迫切要求，采用鎂合金制成的零部件可以取得顯著的減重效果。但是，要真正實(shí)現(xiàn)鎂合金在工業(yè)上的廣泛應(yīng)用，其焊接技術(shù)是必須要解決的關(guān)鍵問題。然而，由于鎂合金的物理特性，導(dǎo)致其焊接性能較差，目前主要采用電子束焊接、攪拌摩擦焊接、鎢極氬弧焊、激光焊、變極性等離子焊等方法，上述焊接方法均在不同程度上存在焊接厚度小、裝配精度高，焊接效率低等問題。
[0004]申請公布號為CN101745730A的中國發(fā)明專利申請《鎂合金板材變極性等離子加絲焊接方法》(申請?zhí)?CN200910250990.3)披露了一種焊接方法，該方法中變極性等離子焊接系統(tǒng)在充背面保護(hù)氣和充正面保護(hù)氣的條件下加絲焊接鎂合金板材。背面保護(hù)氣阻礙空氣進(jìn)入金屬熔池，避免金屬表面內(nèi)縮，使焊縫背面有效成型，采用正面氣體保護(hù)罩，有效地解決了焊縫正面因?yàn)殒V的氧化作用導(dǎo)致的正面容高低，背面容高大，液態(tài)金屬向焊縫背面移動(dòng)的問題。然而，該方法只適用于厚度較小的鎂合金板，而無法適用于厚度超過1mm的鎂合金板的焊接。
[0005]因此，急需提供一種適用于中厚度鎂合金板的焊接方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀，提供一種焊接熔深大、焊接效率高、工件變形小的中厚度鎂合金的激光-變極性等離子復(fù)合焊接方法。
[0007]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種中厚度鎂合金的激光-變極性等離子復(fù)合焊接方法，其特征在于包括以下步驟:
[0008](I)將相鄰兩待焊接鎂合金板進(jìn)行對接，對接后兩鎂合金板之間的間隙為I?2mm ；
[0009](2)在保護(hù)氣體的保護(hù)下，對準(zhǔn)上述間隙進(jìn)行焊接；焊接時(shí)，激光束與變極性等離子弧位于焊縫同一側(cè)，且所述變極性等離子弧在焊接方向上位于激光束的前側(cè)；
[0010]當(dāng)待焊接鎂合金板的厚度為10?25mm時(shí)，采用單面不開坡口焊接，變極性等離子焊的電流及時(shí)間如下:正極性電流為160?200A，正極性時(shí)間為18?20ms，反極性電流為220?260A，反極性時(shí)間為3?5ms ;
[0011]當(dāng)待焊接鎂合金板的厚度為26?50mm時(shí)，采用雙面不開坡口焊接，變極性等離子焊的電流及時(shí)間如下:正極性電流為201?220A，正極性時(shí)間為18?20ms，反極性電流為261?280A，反極性時(shí)間為3?5ms。
[0012]作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述變極性等離子焊接的作用點(diǎn)與激光焊接的作用點(diǎn)之間的距離為4?7_。采用這樣的方式，以使激光焊與變極性等離子焊配合良好，從而獲得表面成形好、焊接精度高的焊縫。
[0013]在上述各方案中，當(dāng)待焊接鎂合金板的厚度為10?25mm時(shí)，所述變極性等離子焊的保護(hù)氣體流量為15?25L/min ;當(dāng)待焊接鎂合金板的厚度為26?50mm時(shí)，所述變極性等離子焊的保護(hù)氣體流量為25?35L/min。以同時(shí)滿足激光焊與變極性等離子焊的共同要求。
[0014]在上述各優(yōu)選方案中，當(dāng)鎂合金板的厚度< 25mm時(shí)，所述變極性等離子焊的保護(hù)氣體為氬氣，當(dāng)鎂合金板的厚度多25mm時(shí)，所述變極性等離子焊的保護(hù)氣體為氬氣與氦氣的混合氣體。當(dāng)鎂合金板的厚度較小時(shí)，采用高純度的氬氣即可，當(dāng)鎂合金板的厚度較大時(shí)，采用氬氣與氦氣的混合氣體，可增大焊接熔深，從而確保厚度較大的鎂合金板焊接后焊縫無咬邊，表面成形好。
[0015]作為優(yōu)選，當(dāng)所述變極性等離子焊的保護(hù)氣體為氬氣與氦氣的混合氣體時(shí)，氬氣與氦氣的體積比為I?2:1。
[0016]優(yōu)選地，所述激光焊接的功率為I?5KW，焊接速度為800?1000mm/s。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0018]本發(fā)明采用激光-變極性等離子復(fù)合焊接工藝，變極性等離子焊在焊接方向上位于激光焊前側(cè)并同時(shí)進(jìn)行，且二者熔池保持適當(dāng)?shù)木嚯x，從而實(shí)現(xiàn)了中厚度鎂合金板的焊接;
[0019]當(dāng)鎂合金板的厚度在25_以下時(shí)，采用不開坡口單面焊即可將鎂合金板一次性焊透，大大節(jié)約了時(shí)間，提高了焊接效率；而當(dāng)鎂合金板的厚度在26mm及以上時(shí)，采用不開坡口雙面焊，并輔以氬氣與氦氣的混合氣體作為保護(hù)氣體增大熔深，從而高效率的完成焊接，獲得表面成形好、無咬邊的焊縫；
[0020]本發(fā)明的焊接方法所得到的焊縫內(nèi)外部質(zhì)量均可以達(dá)到II級或II級以上，接頭強(qiáng)度可以達(dá)到母材的0.80以上。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中激光-變極性等離子復(fù)合焊焊接裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下結(jié)合附圖實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0023]實(shí)施例1:
[0024]如圖1所示，本實(shí)施例的中厚度鎂合金的激光-變極性等離子復(fù)合焊接方法包括以下步驟:
[0025](I)待焊接鎂合金板a的厚度為10mm，將相鄰兩待焊接鎂合金板進(jìn)行對接，對接后兩鎂合金板之間的間隙為1_ ;
[0026](2)在純度為99.99%的氬氣保護(hù)下，對準(zhǔn)上述間隙進(jìn)行焊接；焊接時(shí)，激光束b與變極性等離子弧c位于焊縫同一側(cè)，且變極性等離子弧c在焊接方向上位于激光束b的前偵牝變極性等離子焊接的作用點(diǎn)與激光焊接的作用點(diǎn)之間的距離L為4_ ;
[0027]采用單面不開坡口焊接，氬氣氣體流量為15L/min，變極性等離子焊的電流及時(shí)間如下:正極性電流為160A，正極性時(shí)間為19ms，反極性電流為220A，反極性時(shí)間為4ms ;激光焊接功率