[发明专利]消除高碳钢凸焊焊接脆性的方法

说明书

技术领域：本发明涉及一种扁条形高碳钢弹性零件与低碳钢连接片的凸焊工艺方法，利用局部回火方法消除高碳钢材料在焊接后出现的脆性，特别是一种消除高碳钢凸焊焊接脆性的方法。

背景技术：在现有凸焊技术中，对高碳钢薄板与其他材料的焊接都是令人头痛的问题，因为高碳钢材料在焊接时经瞬间高温加热后出现的脆性，使得焊接强度离使用要求相差甚远。

以汽车无骨雨刮片弹性钢条(含碳量为0.7％)组件的焊接为例：弹性钢条在焊接成组件前，经热处理(淬火，回火，硬度达到HV509)，曲线成型、低温回火定型，钢条变成了精密零件，除了要求焊接强度外，还要求变形小。与之焊接的连接片则是低碳钢冲压件。由于高碳钢条的厚度很小(0.9mm)，几乎采用任何方法焊接都免不了在熔核周围产生淬火组织而发生脆性。焊点一旦发生脆性，弹性钢条组件上的连接片就会脱落，导致整个雨刮片丧失基本功能。脆性发生在高碳钢条上，可以对高碳钢条采取局部脱碳方式来避免焊接时产生淬火组织，但这样做一是脱碳工序本身成本就不低，二是脱碳过度区较长会影响钢条曲线的保持能力。

发明内容：本发明的目的在于提供一种消除高碳钢凸焊焊接脆性的方法，利用该方法，能使焊接时瞬间高温导致的高碳钢淬火组织转变为坚韧的回火组织，从而消除高碳钢凸焊焊接脆性的目的。

本发明的构成：高碳钢凸焊焊接后对焊点熔核及周围产生的淬火组织进行局部回火，回火时间保持在5-10秒，使焊点熔核及周围的淬火组织转变为回火组织。

局部回火采用焊机极间回火方式是将弹性钢条和连接片安装定位，再焊接其中包括预热、焊接、极间回火，检测，电泳涂装；高频回火方式是将弹性钢条和连接片定位安装再焊接其中包括预热、焊接，再高频回火，检测，电泳涂装。

与现有技术相比，本发明采用凸焊，焊后再局部回火，利用该方法，能使焊接时瞬间高温导致的高碳钢淬火组织转变为坚韧的回火组织，从而消除高碳钢凸焊焊接脆性。采用本发明的方法可避免零件变形的同时实现低成本加工生产。

附图说明：

图1为端部连接片焊接和端部极间加热回火示意图。

图2为图1的俯视图。

图3为图1的侧视图。

图4为进行极间回火时焊机工作的时序图。

图5为不进行极间回火时焊机工作的时序图。

图6为高频感应加热回火示意图。

图7为焊机极间回火方式加工工艺流程图。

图8为高频回火方式加工工艺流程图。

图中1、钢条，2、连接片，3、上焊极，4、下焊极，5、高频感应加热器，6、加热线圈，7、工件，8、专用夹具，9、加热区长度，10、过度区长度。

具体实施方式：

本发明用汽车无骨雨刮弹性钢条组件的焊接给出实施实例。步骤如下：

第一步。如图1、图2、图3所示，在钢条1上的两端焊接端部连接片2。焊接连接片2时把焊机参数中的回火时间调整到250～500周波或以上，进行焊接、回火、结束，省略下面的第二步。也就是说回火时间要达到5～10秒或以上，否则熔核及附近淬火组织无法转变成回火组织导致脆性依然。本步骤焊机工作的时序如图4所示。如果焊机控制器不能使回火时间达到此要求，那么就不要使用此焊机的极间回火功能，将回火时间调至零以节省工序时间，焊接完成后直接进行第二步，这时焊机工作的时序如图5所示。

第二步。将未回火的半成品工件7端部放入高频感应加热器5的加热线圈6附近进行在线回火。

回火温度调节：通过调节工件7需加热部位到感应加热线圈6的距离来调节回火温度，温度的测量可以使用红外测温计等手段，温度控制在400-500℃范围内。距离调节好后可以配制专用夹具8来定位工件7与加热线圈6的相对位置。见图6

回火时间控制：在高频感应加热电源上加装工作时间控制器，控制回火加热时间，即从加热开始到加热结束的时间间隔在十秒以上。

回火位置和区域控制：理论上只对焊接熔核区回火就可以了，但实际操作过程中必然出现加热过渡区。我们规定，加热区长度9的数值为8-15mm，过度区长度10的数值为15-30mm。如图6所示。

实施特别说明：无论采用极间回火方式或是高频感应加热回火方式，回火时间的长短都要根据弹性钢条的表面防护状态来具体确定。如果钢条表面具有锌铝合金防护层，不仅焊接功率要加大，回火时间也要取长一些，以保证焊点的坚忍性；如果钢条表面无任何防护层，回火时间取短一些。