一种外加电磁场辅助CMT焊接铝合金薄板的方法与流程

本发明涉及金属焊接技术领域，尤其涉及到一种外加电磁场辅助cmt焊接铝合金薄板的方法。

背景技术：

铝合金由于密度小、质量轻、比强度高、疲劳强度、耐腐蚀稳定性以及良好的成形工艺性和焊接性，已成为航空航天、装甲车辆、船舶建造等军工工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料。然而，铝合金的焊接大多伴随着晶粒粗大和大量气孔出现在焊缝中，很少有铝合金焊接的新工艺出现，所以新的焊接工艺一直都是研究的焦点。

因此，我们有必要对这样一种情况进行改善，以克服上述缺陷。

技术实现要素：

随着材料电磁过程的不断发展，将磁场引入焊接过程已经成为一种先进的焊接技术，当外加磁场作用于电弧时，由于焊接电弧中的等离子体的良好导电性，提供了外部磁场对它的可作用性。

磁场控制焊接熔敷技术的研究包括：通过电磁力搅拌熔池，强迫金属流动，使晶粒细化；通过磁场对电弧的拘束作用，提高非熔化极电弧的能量密度，可改善接头质量，提高熔敷效率。

本发明的目的是提供一种外加电磁场辅助cmt焊接铝合金薄板的方法。

本发明的上述技术目的是用过以下技术方案实现的：

一种外加电磁场辅助cmt焊接铝合金薄板的方法，包括如下步骤：

1)焊前清洗打磨，去除铝合金母材板表面的氧化膜和油污，并用丙酮清洗，再烘干；

2)通过软件进行在线编程并且编辑焊接路径，并将编辑好的程序导入cmt机器人，并装填焊丝；

3)安装电磁体在cmt焊枪上，接通电源并启动磁场；

4)将步骤1)处理后的铝合金母材板以对接形式装夹在工作台上，间隙为1mm；

5)将机器人移动至焊缝位置，按照设定程序和参数送进焊丝，进行cmt焊接；其中，cmt焊接的参数为：焊接电压为12.1～12.8v，焊接电流为71～73a，焊接速度为8.7～9m/s，送丝速度为4～4.2m/min，间隙为1mm，电磁体励磁电流为4.5～5a，频率为8hz。

进一步的，所述铝合金母材板为6061型铝合金。

进一步的，所述焊丝为4043铝合金焊丝。

进一步的，所述磁场为交变磁场。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

本发明适用于4043铝合金薄板的焊接，工艺简单，成型效率高，得到的零件成型美观，焊缝的组织较细，力学性能良好，焊缝中的气孔和氧化夹杂小、拉伸性能良好、抗拉强度大。

附图说明

图1为外加电磁场辅助cmt焊接铝合金薄板方法的施工示意图。

图2为本发明中磁场辅助过渡cmt焊接铝合金薄板实物图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本发明。

一种外加电磁场辅助cmt焊接铝合金薄板的方法，包括如下步骤：

1)分别用150目、600目和1200目的砂纸去除6061铝合金母材板表面的氧化膜和油污，并用丙酮清洗，再烘干；

2)焊接材料选择6061铝合金作为母材板，板厚为2mm，焊丝选用4043铝合金作为焊丝，焊丝直径为1.2mm，保护气为氩气，纯度为99.99％；

3)通过软件进行在线编程并且编辑焊接路径，并将编辑好的程序导入cmt机器人，并装填焊丝并将机器人的焊枪移动至焊缝的起点，其中，采用的软件采用abb公司开发的robotstudio软件；

4)将电磁体安装在cmt焊头上，并接通电源；装配并夹紧母材，间隙为1mm；

5)运行焊接程序，实施焊接；

6)焊后对焊缝部位进行观察，有无咬边及焊穿等明显缺陷。

对焊后焊接接头进行力学性能检测，其外加磁场的试样拉伸强度在140～170mpa之间，强度接近母材本身强度。相较未加磁场的cmt对焊，强度提高了约40％，气孔率也相对较少并且几乎没有较大的气孔。焊接接头的强度符合生产要求，硬度也达到要求。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

技术特征：

技术总结
本发明涉及金属焊接技术领域，本发明提出一种外加电磁场辅助CMT焊接铝合金薄板的方法，包括如下步骤：1)焊前清洗打磨，去除铝合金母材板表面的氧化膜和油污，并用丙酮清洗，再烘干；2)通过软件进行在线编程并且编辑焊接路径，并将编辑好的程序导入CMT机器人，并装填焊丝；3)安装电磁体在CMT焊枪上，接通电源并启动磁场；4)将步骤1)处理后的铝合金母材板以对接形式装夹在工作台上，间隙为1mm；5)将机器人移动至焊缝位置，按照设定程序和参数送进焊丝，进行CMT焊接；其中，CMT焊接的参数为：焊接电压为12.1～12.8V，焊接电流为71～73A，焊接速度为8.7～9m/s，送丝速度为4～4.2m/min，间隙为1mm，电磁体励磁电流为4.5～5A，频率为8Hz。

技术研发人员：张培磊;王浚哲;张天理;闫华;于治水
受保护的技术使用者：上海工程技术大学
技术研发日：2019.03.26
技术公布日：2019.06.18