異種金屬薄板全自動焊接工藝技術(shù)研究

于彩云

（酒泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 酒泉 735000）

現(xiàn)代工程中大多數(shù)零件的工作環(huán)境都為高溫、低溫、電磁場、腐蝕介質(zhì)或放射性環(huán)境，其中金屬材料成為零件的主要原料之一。而隨著技術(shù)的發(fā)展，對零件要求也不斷提升，一種金屬材料已經(jīng)無法滿足實際使用需求[1]。因此在金屬零件鍛造中，不僅需要對同種材料進行焊接，同時需要對異種材料進行焊接。在焊接過程中，不僅需要滿足不同工作條件對金屬材料的不同需求，考慮到成本問題，同時需要節(jié)約金屬資源，發(fā)揮不同金屬材料的性能優(yōu)勢。焊接作為一種金屬材料加工的重要技術(shù)，在特定情況下，異種金屬構(gòu)件的性能遠遠高于單一金屬[2]。異種材料目前已經(jīng)在電子、機械、化工、航天、造船以及多種其他領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，異種金屬焊接已經(jīng)成為工業(yè)發(fā)展的一種趨勢。為確保能夠更好滿足工業(yè)發(fā)展需求，對異種金屬薄板全自動焊接工藝技術(shù)進行研究。

1 異種金屬薄板全自動焊接工藝技術(shù)

1.1 異種金屬焊接性分析

在異種金屬薄板全自動焊接工藝研究過程中，由于金屬薄板形狀的特殊性，大部分金屬化學(xué)性質(zhì)很活潑，在焊接過程中，很容易發(fā)生氧化反應(yīng)[3]。部分金屬在焊接過程中會在表面形成一層氧化膜，這層氧化膜會對焊接接頭焊縫成型造成阻礙，或者由于在焊接時的高溫，金屬極易出現(xiàn)氧化膜，導(dǎo)致溶池中夾渣的形成，降低焊接接頭強度。因此，在異種金屬薄板焊接前，需要對金屬材料表面進行徹底清理，清理過程主要采用機械清理與化學(xué)清理兩種方法。在焊接過程中，由于部分金屬導(dǎo)熱率與線膨脹系數(shù)較大，在焊接過程中焊縫熱裂紋傾向較為嚴(yán)重，導(dǎo)致接頭性能降低。且異種金屬薄板焊接時，兩種金屬熔點不同，使得距焊縫較近的金屬母材的晶粒會因為熱輸入差出現(xiàn)晶粒粗大現(xiàn)象，大大降低接頭性能。同時，在異種金屬薄板焊接過程中，由于焊件內(nèi)應(yīng)力的不同，會出現(xiàn)母材變形的情況，導(dǎo)致薄板變形，影響整體焊接構(gòu)件的性能。

1.2 異種金屬薄板全自動焊接材料化學(xué)性

在對異種金屬薄板全自動焊接工藝研究過程中，需要考慮到異種金屬材料的化學(xué)成分與組織性能以及兩種金屬材料的物理性能、表面狀態(tài)以及冶金相容性等多種因素。為對異種金屬薄板全自動焊接工藝更好研究，選擇滿足上述研究條件且厚度為1mm的金屬A薄板與金屬B薄板進行研究，將金屬A作為母材，焊絲為直徑1.2mm，其材料化學(xué)成分，如表1、2、3所示。

1.3 異種金屬薄板的全自動焊接

圖1 異種金屬薄板的全自動焊接技術(shù)路線

異種金屬薄板的全自動焊接目前主要使用焊接機器進行全自動焊接，焊接機器在實際應(yīng)用中較為廣泛，且都擁有預(yù)定焊接軌道。焊接機器的焊槍沿著預(yù)定軌道對金屬薄板進行動作。焊接過程主要針對運用聚氨酯材料對薄板焊接處進行處理，確保接口不會出現(xiàn)裂痕。在進行焊接前，需要對金屬材料表面進行處理。部分金屬材料在焊接過程中容易在表面形成一層氧化膜，容易吸收水分的同時阻礙焊縫熔合。導(dǎo)致焊接后的金屬薄板表面容易被污染。因此，對金屬薄板在焊接前的表面清理主要采用脫脂去油清理、機械清理以及化學(xué)清洗等幾種方式。為保證金屬薄板制品的質(zhì)量，需要注意在對其進行焊接后的表面處理，有效提高其使用壽命。自動焊接過程中，由傳送機負(fù)責(zé)對焊接所需的焊絲進行傳送，傳送速度需要滿足焊槍消耗速度的同時，根據(jù)焊槍軌跡進行調(diào)整。針對異種金屬薄板的全自動焊接過程，焊接機器能夠?qū)ζ鋵崿F(xiàn)自動全角度調(diào)整，焊接過程中全部由傳感器與計算機對其進行自動控制，并針對其結(jié)果進行實時反饋，同時也根據(jù)需要進行人工調(diào)整。異種金屬薄板的全自動焊接技術(shù)路線，如圖1所示。

表1 金屬A薄板化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)%）

表2 金屬B薄板化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)%）

表3 金屬A焊絲化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)%）

2 結(jié)語

目前異種金屬薄板全自動焊接技術(shù)有著非常廣闊的市場發(fā)展前景，想要實現(xiàn)異種金屬薄板焊接技術(shù)更好的發(fā)展，需要針對其生產(chǎn)技術(shù)特點進行研究，為未來異種金屬薄板全自動焊接工藝技術(shù)提供更好的發(fā)展方向。