一種串聯tig-mig焊接的方法
【專利摘要】本發明公開了一種串聯TIG-MIG焊接的方法，具體地說，是一種采用TIG和MIG串聯方式焊接鎂合金及鎂合金與異種金屬的方法，屬于焊接【技術領域】。該方法將MIG焊槍接MIG電源正極，TIG焊槍接電源負極，被焊母材不接電極，MIG焊槍與TIG焊槍成一定角度并與試板成一定距離。該方法操作簡單，工藝穩定，成本低廉，焊接規范較寬，飛濺小，熱輸入適中，且焊縫成型良好，適用于焊接鎂合金及鎂合金與異種金屬之間的焊接。
【專利說明】—種串聯TIG-MIG焊接的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種串聯TIG-MIG焊接的方法，具體地說，是一種采用TIG和MIG串聯方式焊接鎂合金及鎂合金與異種金屬的方法，屬于焊接【技術領域】。
【背景技術】
[0002]一般來說，鎂合金的焊接性比較差，主要表現在以下方面:首先，鎂易與氧結合，在鎂合金表面會生成MgO薄膜，嚴重阻礙焊縫成形，而且，在焊接過程中，鎂在不隔絕大氣的情況下會燃燒，因此必須用惰性氣體或焊劑保護。其次，鎂合金焊接過程中存在嚴重的熱裂紋傾向，極易與其他金屬形成低熔點共晶體，同時，鎂焊接時易產生氫氣孔。最后，鎂合金焊接容易出現過燒情況，因此必須嚴格控制熱輸入。
[0003]目前關于鎂合金焊接及鎂合金與異種金屬焊接方面的研究主要有激光束、電子束、攪拌摩擦、超聲波焊、激光氬弧復合焊等，上述焊接方法能源消耗大，生產效率低，設備及維護和運行成本高。除此之外,鎢極惰性氣體保護電弧焊(TIG)和熔化極惰性氣體保護電弧焊(MIG)也是工業中焊接鎂合金常用的方法。TIG焊生產效率低，接頭力學性能差，只適用于薄板焊接，而MIG焊焊接規范窄，飛濺大，焊縫成形不好，焊接穩定性也很差。所以現在急需開發一種低成本，焊接規范較寬，飛濺小，熱輸入適中，且焊縫成型良好的焊接鎂合金及鎂合金與異種金屬的方法。
[0004]經對現有 技術文獻檢索發現，趙旭(大連理工大學碩士學位論文，2007)采用激光-氬弧復合熱源焊接異種金屬AZ31B鎂合金和304鋼，熱輸入較大，且設備昂貴。劉東陽(吉林大學碩士學位論文，2013)利用MIG焊接鎂合金及鎂合金與Q235低碳鋼，焊縫成型較差，飛濺明顯，且工藝參數較窄。所以，目前急需開發一種低成本且焊縫成型良好，熱輸入較小且飛濺小的焊接鎂合金及鎂合金與異種金屬的方法。
【發明內容】
[0005]本發明的目的就是提出一種低成本且焊縫成型良好，熱輸入較小且飛濺小的焊接鎂合金及鎂合金與異種金屬的方法。
[0006]本發明是通過以下技術方案實現的:
一種串聯TIG-MIG焊接的方法，其特征在于:包括以下步驟:
(1)將MIG焊槍接電源正極，利用卡具將MIG焊槍固定在工作臺上，與工作臺水平面成30°~40°夾角，鎂合金焊絲干伸出長度為20mnT30mm ;
(2)將TIG焊槍接電源負極，利用卡具將TIG焊槍固定在工作臺上，與豎直方向成15°~25°夾角,鶴極伸出長度為5mnTl0mm,鶴極與被焊基材垂直距離在2mnT3mm之間；
(3)將被焊基材通過卡具固定在工作臺上，同時將鎂合金焊絲保持在鎢極以下lmnT2mm的位置，保持兩把焊槍位置固定；
(4)將焊機調整到填弧狀態，打開TIG焊保護氣體，調節到l(Tl5L/min，通保護氣體1-2~按下MIG焊槍開關引弧，引弧成功后，松開焊槍開關，MIG焊槍在前，TIG焊槍在后，焊接速度為3(T50cm/min,實施焊接；
(5)焊接完成后，按下MIG焊槍開關，持續通保護氣體Hs后，關閉保護氣體開關，焊接完畢。
[0007]進一步地，所述MIG焊槍為直柄MIG焊槍；所述電源為MIG焊電源；所述保護氣體為純度99.9%的氬氣。
[0008]采用上述串聯TIG-MIG焊接時，被焊基材為鎂合金，被焊基材利用卡具進行固定，鎂合金焊接時無需添加中間層。
[0009]采用上述串聯TIG-MIG焊接時，被焊基材為鎂合金與異種金屬，被焊基材利用卡具進行固定，焊接時添加0.05、.1mm的銅箔中間層。進一步地，所述銅箔為紫銅箔。
[0010]本發明的創新在于鎢極與焊絲之間產生電弧，電弧一部分用于熔化焊絲，另一部分用于熔化母材，填充材料以橋接方式過渡到熔池中，減小了焊接飛濺，減少了焊縫中氣孔，且焊縫成型良好。串聯TIG-MIG混合焊焊接示意圖如圖1所示。由于熔化極的焊絲經過MIG電源產生的電弧的作用，不但對焊絲進行了預熱而且增加了熱量的輸入，同時，由于電弧分為兩部分，一部分用于熔化焊絲，另一部分用于熔化母材，所以熔深比單獨的非熔化極焊接和熔化極焊接都深，同時因為采用非熔化極焊接時電弧穩定，彌補了單獨采用熔化極焊接規范窄的缺點，實現了既能熔化效率高，又能保證高的焊接質量的目的。
[0011]與現有技術相比，本發明具有以下優點:
(1)設備簡單，成本低；
(2)飛濺小甚至無飛濺；
(3)減少鎂合金焊接過程中焊接氣孔；
(4)焊接參數范圍較寬，焊接過程穩定，焊縫成型良好；
(5)實現了自動焊接，焊接效率高；
(6 )焊接熱輸入大小適中，既不會像高能束焊由于能量集中導致鎂合金蒸發，也不會像TIG焊由于熱輸入過小，導致焊縫強度低。
[0012](7)本發明方法焊接成形系數大于1.5。
[0013]【專利附圖】
【附圖說明】:
圖1為TIG-MIG混合焊焊接示意圖。
[0014]圖中標號為1、TIG焊槍；2、MIG焊槍；3、被焊基材；4、MIG焊電源；5、異種金屬。
【具體實施方式】
[0015]下面結合實施例對本發明進行說明，實施案例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。
[0016]實施例1:AZ31鎂合金焊絲堆焊AZ31鎂合金 基材:AZ3IB續合金,基材尺寸為150_X 60_X 5mm ;
焊接材料:鎢極氬弧焊:鎢極為鈰鎢電極，鎢極直徑為3.2mm，熔化極惰性氣保護焊焊絲化學成分為AZ31B鎂合金，焊絲直徑為1.6mm。
[0017]焊接工藝具體包括以下步驟:
(I)焊前用鋼絲刷將被焊基材AZ31B鎂合金表面打磨干凈露出金屬光澤。[0018](2)將MIG焊槍2接電源4正極，利用卡具將MIG焊槍2固定在工作臺上，與工作臺水平面成35°夾角，鎂合金焊絲干伸長24mm。將TIG焊槍I接電源負極，利用卡具將TIG焊槍I固定在工作臺上，與豎直方向成20°夾角，鎢極伸出長度8mm，鎢極與AZ31B鎂合金板材的表面垂直距離為2.8mm。
[0019](3)將AZ31B鎂合金基材通過卡具固定在工作臺上，同時保證鎂合金焊絲能夠與鎢極之間成功引弧并保持在鎢極以下1.5_位置，保持兩把焊槍位置固定。
[0020](4)將電源4調整到填弧狀態，焊接電流調整到134A，焊接電壓調整到14.8V，焊接小車速度調整到40cm/min，保護氣體為99.9%的氬氣，將打開TIG焊保護氣，調節到15L/min0
[0021](5)提前通保護氣體2s，按下MIG焊槍2開關引弧，引弧成功后，松開焊槍2開關，MIG焊槍2在前，TIG焊槍I在后，對AZ31B鎂合金基材堆焊，焊接完成后，按下MIG焊槍2開關，持續通保護氣體3s后，關閉保護氣體開關，焊接完畢。
[0022]焊后，焊縫表面光滑，無飛濺氣孔夾雜等缺陷，熔深為4_，熔寬為6mm，余高為3mm,成型系數為1.5。
[0023]實施例2:搭接焊AZ31鎂合金與430鐵素體不銹鋼
基材:430鐵素體不銹鋼，尺寸為150mmX60mmX3mm，AZ31B鎂合金，尺寸為150mm X 60mm X 2mm ;
焊接材料:鎢極氬弧焊:鎢極為鈰鎢電極，鎢極直徑為3.2mm，熔化極惰性氣保護焊:焊絲化學成分為AZ31B鎂合金，焊絲直徑為1.6mm。
[0024]圖1所示，被焊基材3為AZ31鎂合金，異種金屬5為430鐵素體不銹鋼，焊接時添加中間層。
[0025]焊接工藝具體包括以下步驟:
(I)利用卡具搭接3mm厚的AZ31B鎂合金板材與2mm厚的430鐵素體不銹鋼板，采用
0.1mm厚的銅箔作為中間層，焊前用鋼絲刷將鎂合金與不銹鋼表面打磨干凈露出金屬光澤。
[0026](2)將MIG焊槍2接電源正極，利用卡具將MIG焊槍2固定在工作臺上，與工作臺水平面成38°夾角，鎂合金焊絲干伸長26mm。
[0027](3)將TIG焊槍I接電源負極，利用卡具將TIG焊槍I固定在工作臺上，與豎直方向成24°夾角，鎢極伸出長度8mm，鎢極與不銹鋼基材表面垂直距離為2.8mm，與鎂合金試板邊緣水平距離為1.2mm。
[0028](4)將鎂合金與不銹鋼通過卡具固定在工作臺上，鎂合金在上，不銹鋼在下，中間層Cu在二者之間，鎂合金與不銹鋼重合部分寬10mm，同時保證鎂合金焊絲能夠與鎢極之間成功引弧并保持在鎢極以下1.2_位置，保持兩把焊槍位置固定。
[0029](5)將電源4調整到填弧狀態，焊接電流調整到134A，焊接電壓調整到14.8V，焊接小車速度調整到25cm/min，氣體保護為99.9%的氬氣，將打開TIG焊I保護氣體，調節到15L/min。
[0030](6)提前通保護氣體2s，按下MIG焊槍2開關引弧，引弧成功后，松開MIG焊槍2開關，MIG焊槍2在前，TIG焊槍I在后，對AZ31B鎂合金和430鐵素體不銹鋼進行搭接。焊接完成后，按下MIG焊槍2開關，關閉焊接小車，持續通保護氣體3s后，關閉保護氣開關，焊接完畢。[0031]焊后，所得焊縫表面光滑，無飛濺氣孔夾雜等缺陷，熔寬為6mm，成型系數為3。
[0032]實施例3:AZ61鎂合金焊絲堆焊AZ31鎂合金 基材:AZ3IB續合金,基材尺寸為150_X 60_X 5mm ;
焊接材料:鎢極氬弧焊鎢極為鈰鎢電極，鎢極直徑為3.2mm，熔化極惰性氣保護焊焊絲牌號為AZ61，焊絲直徑為1.6mm。
[0033]焊接工藝具體包括以下步驟:
(I)焊前用鋼絲刷AZ31B鎂合金基材表面打磨干凈露出金屬光澤。
[0034](2)將MIG焊槍2接電源4正極，利用卡具將MIG焊槍2固定在工作臺上，與工作臺水平面成35°夾角，AZ61鎂合金焊絲干伸長25mm。
[0035](3)將TIG焊槍I接電源4負極，利用卡具將TIG焊槍固定在工作臺上，與豎直方向成20°夾角，鎢極伸出長度10mm，鎢極與AZ31B鎂合金基材表面垂直距離2.8mm。
[0036](4)將AZ31B鎂合金基材通過卡具固定在工作臺上，同時保證鎂合金焊絲能夠與鎢極之間成功引弧并保持在鎢極以下Imm位置，保持兩把焊槍位置固定。
[0037](5)將電源4調整到填弧狀態，焊接電流調整到134A，焊接電壓調整到15.2V，焊接小車速度調整到30cm/min，保護氣體為99.9%的氬氣，將打開TIG焊保護氣，調節到15L/
mirio
[0038](6)通保護氣體2s，按下MIG焊槍2開關引弧，引弧成功后，松開焊槍2開關，MIG焊槍2在前，TIG焊槍I在后，對AZ31B鎂合金基材堆焊。焊接完成后，按下MIG焊槍2開關，關閉焊接小車，持續通保護氣體3s后，關閉保護氣開關，焊接完畢。
[0039]焊后,所得焊縫表面無飛派氣孔夾等缺陷,熔深為5mm,熔寬為8mm,余高為2mm,成形系數為1.6。
【權利要求】
1.一種串聯TIG-MIG焊接的方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)將MIG焊槍接電源正極，利用卡具將MIG焊槍固定在工作臺上，與工作臺水平面成30°~40°夾角，鎂合金焊絲干伸出長度為20mnT30mm ; (2)將TIG焊槍接電源負極，利用卡具將TIG焊槍固定在工作臺上，與豎直方向成15°~25°夾角,鶴極伸出長度為5mnTl0mm,鶴極與被焊基材垂直距離在2mnT3mm之間； (3)將被焊基材通過卡具固定在工作臺上，同時將鎂合金焊絲保持在鎢極以下lmnT2mm的位置，保持兩把焊槍位置固定； (4)將焊機調整到填弧狀態，打開TIG焊保護氣體，調節到l(Tl5L/min，通保護氣體1~2~按下MIG焊槍開關引弧，引弧成功后，松開焊槍開關，MIG焊槍在前，TIG焊槍在后，焊接速度為3(T50cm/min,實施焊接； (5)焊接完成后，按下MIG焊槍開關，持續通保護氣體Hs后，關閉保護氣體開關，焊接完畢。
2.根據權利要求1所述的串聯TIG-MIG焊接的方法，其特征在于:所述MIG焊槍為直柄MIG焊槍。
3.根據權利要求1所述的串聯TIG-MIG焊接的方法，其特征在于:所述電源為MIG焊電源。
4.根據權利要求1 所述的串聯TIG-MIG焊接的方法，其特征在于:所述保護氣體為純度99.9%的氬氣。
5.根據權利要求1所述的串聯TIG-MIG焊接的方法，其特征在于:所述被焊基材為鎂合金，被焊基材利用卡具進行固定。
6.根據權利要求1所述的串聯TIG-MIG焊接的方法，其特征在于:所述被焊基材為鎂合金與異種金屬，被焊基材利用卡具進行固定，焊接時添加0.05、.1mm的銅箔中間層。
7.根據權利要求6所述的串聯TIG-MIG焊接的方法，其特征在于:所述銅箔為紫銅箔。
【文檔編號】B23K9/173GK103978288SQ201410178396
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年4月30日 優先權日:2014年4月30日
【發明者】丁敏, 劉士森, 王義臣, 鄭勇, 于鑫業, 王文先 申請人:太原理工大學