异种金属薄板全自动焊接工艺技术研究

2018-02-28于彩云

世界有色金属 2018年23期

于彩云

（酒泉职业技术学院，甘肃酒泉 735000）

现代工程中大多数零件的工作环境都为高温、低温、电磁场、腐蚀介质或放射性环境，其中金属材料成为零件的主要原料之一。而随着技术的发展，对零件要求也不断提升，一种金属材料已经无法满足实际使用需求[1]。因此在金属零件锻造中，不仅需要对同种材料进行焊接，同时需要对异种材料进行焊接。在焊接过程中，不仅需要满足不同工作条件对金属材料的不同需求，考虑到成本问题，同时需要节约金属资源，发挥不同金属材料的性能优势。焊接作为一种金属材料加工的重要技术，在特定情况下，异种金属构件的性能远远高于单一金属[2]。异种材料目前已经在电子、机械、化工、航天、造船以及多种其他领域得到广泛应用，异种金属焊接已经成为工业发展的一种趋势。为确保能够更好满足工业发展需求，对异种金属薄板全自动焊接工艺技术进行研究。

1 异种金属薄板全自动焊接工艺技术

1.1 异种金属焊接性分析

在异种金属薄板全自动焊接工艺研究过程中，由于金属薄板形状的特殊性，大部分金属化学性质很活泼，在焊接过程中，很容易发生氧化反应[3]。部分金属在焊接过程中会在表面形成一层氧化膜，这层氧化膜会对焊接接头焊缝成型造成阻碍，或者由于在焊接时的高温，金属极易出现氧化膜，导致溶池中夹渣的形成，降低焊接接头强度。因此，在异种金属薄板焊接前，需要对金属材料表面进行彻底清理，清理过程主要采用机械清理与化学清理两种方法。在焊接过程中，由于部分金属导热率与线膨胀系数较大，在焊接过程中焊缝热裂纹倾向较为严重，导致接头性能降低。且异种金属薄板焊接时，两种金属熔点不同，使得距焊缝较近的金属母材的晶粒会因为热输入差出现晶粒粗大现象，大大降低接头性能。同时，在异种金属薄板焊接过程中，由于焊件内应力的不同，会出现母材变形的情况，导致薄板变形，影响整体焊接构件的性能。

1.2 异种金属薄板全自动焊接材料化学性

在对异种金属薄板全自动焊接工艺研究过程中，需要考虑到异种金属材料的化学成分与组织性能以及两种金属材料的物理性能、表面状态以及冶金相容性等多种因素。为对异种金属薄板全自动焊接工艺更好研究，选择满足上述研究条件且厚度为1mm的金属A薄板与金属B薄板进行研究，将金属A作为母材，焊丝为直径1.2mm，其材料化学成分，如表1、2、3所示。

1.3 异种金属薄板的全自动焊接

图1 异种金属薄板的全自动焊接技术路线

异种金属薄板的全自动焊接目前主要使用焊接机器进行全自动焊接，焊接机器在实际应用中较为广泛，且都拥有预定焊接轨道。焊接机器的焊枪沿着预定轨道对金属薄板进行动作。焊接过程主要针对运用聚氨酯材料对薄板焊接处进行处理，确保接口不会出现裂痕。在进行焊接前，需要对金属材料表面进行处理。部分金属材料在焊接过程中容易在表面形成一层氧化膜，容易吸收水分的同时阻碍焊缝熔合。导致焊接后的金属薄板表面容易被污染。因此，对金属薄板在焊接前的表面清理主要采用脱脂去油清理、机械清理以及化学清洗等几种方式。为保证金属薄板制品的质量，需要注意在对其进行焊接后的表面处理，有效提高其使用寿命。自动焊接过程中，由传送机负责对焊接所需的焊丝进行传送，传送速度需要满足焊枪消耗速度的同时，根据焊枪轨迹进行调整。针对异种金属薄板的全自动焊接过程，焊接机器能够对其实现自动全角度调整，焊接过程中全部由传感器与计算机对其进行自动控制，并针对其结果进行实时反馈，同时也根据需要进行人工调整。异种金属薄板的全自动焊接技术路线，如图1所示。