[发明专利]一种新型镁合金焊接装置及方法

说明书

技术领域：

本发明属于材料工程技术领域，主要涉及一种镁合金的焊接装置及方法，特别是涉及一种新型镁合金钨极氩弧焊的装置及方法。

背景技术：  

近来由于节能和环保的要求，镁合金以其优异的性能备受关注，而来自汽车和航天行业的大量需求，进一步推动了镁合金的推广应用。但是镁合金结构件的连接技术相比其铸造技术还比较落后，但是随着镁合金应用的进一步推 广，镁合金的连接技术必然成为应用的关键，现在镁合金的焊接可用方法很多，但是企业常用的是钨极氩弧焊。2004年中国专利局公告由东北大学崔健忠，乐启炽申报的，受权公告号为1603027的发明专利，专利名字为《铝合金、镁合金低频电磁场水平连续铸造工艺与设备》，专利中采用低频磁场改变镁合金凝固过程中的传质、传热，达到细化晶粒、均匀组织、净化杂质的目的。现在和曾有的镁合金的焊接专利就没有设计磁场的，由大连理工大学刘黎明等人2003.09.20申请的镁合金激光——钨极氩弧焊焊接方法审定公告号：152650主分类号B23K28/02采用激光——钨极氩弧焊焊接工艺，利用激光和钨极氩弧焊两种工艺相结合，提出了焊接过程中两种热源功率的相互有机匹配，很好的解决了原有焊接方法能源消耗大、生产效率低等问题。采用激光——钨极氩弧焊焊接工艺，能够获得高质量、成型好的镁合金焊接接头，接头强度可达母材的95% 以上，生成效率高，节约能源。但是激光焊机由于设备比较昂贵使其使用受到了限制，为了满足实际工矿企业的需要，镁合金的钨极氩弧焊必将得到大量的应用，但是随着镁合金钨极氩弧焊焊接热输入的增大，接头组织变大变粗，而且晶间有大量第二相析出，这使镁合金的力学性能显著下降，而且有很大的热裂纹敏感性。

发明内容： 

1、发明目的：

本发明针对上述问题，提供了一种可增加电弧挺度，促进电弧旋转，减少焊接头气孔、裂纹、焊瘤的提高焊接头质量的钨极氩弧焊装置及方法。

2、技术方案：

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种新型镁合金焊接装置，其特征在于：该装置主要包括工作台、氩弧焊枪、磁场电源和焊接设备，焊接试件放置在工作台上方，磁场电源通过导线与支撑框架内的电磁线圈相连，电磁线圈设置在氩弧焊枪上，氩弧焊枪通过焊接电缆与焊接设备相连。

表面涂有活性剂涂层的焊接试件放置在工作台上方。 

一种新型镁合金焊接方法，将能够使电弧收缩的活性剂涂覆在焊接试件的表面上，将磁场线圈安装到氩弧焊枪上，接通磁场电源，焊接设备通过焊接电缆控制氩弧焊枪在磁场线圈的磁力和活性剂联合作用下对镁合金焊接试件进行焊接。

在焊接过程中，电弧在磁场和活性剂的共同作用对焊接试件进行加热。

3、优点及效果： 

本发明提出的这种新型镁合金焊接装置及方法，具有如下优点： 

（1）、可通过磁场的电磁搅拌作用，加速熔池的对流，改变焊缝晶粒组织的传质、传热过程，进而改变焊缝晶粒组织的生长机理，使得组织均匀、晶粒细化，打断没有施加磁场时焊缝中出现的连续网状第二相组织分别形态，使之细化球化，并弥散分布于晶界，起到晶界强化作用，提高焊接接头的整体性能。

（2）、通过活性剂与电弧的作用，使电弧收缩，提高电弧的挺度，进而使熔深增大，提高电弧能量的利用率。

附图说明：

图1为本发明装置结构示意图。

附图标记说明：

1—工作台；2—焊接试件；3—电磁线圈；4—氩弧焊枪；5—磁场电源；6—活性剂涂层；7—焊接设备；8—焊接电缆。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

一种新型镁合金焊接装置，如图1中所示，其特征在于：该装置主要包括工作台1、氩弧焊枪4、磁场电源5和焊接设备7，焊接试件2放置在工作台1上方，磁场电源5通过导线与支撑框架内的电磁线圈3相连，电磁线圈3设置在氩弧焊枪4上，氩弧焊枪4通过焊接电缆8与焊接设备7相连。

在所述焊接试件2表面涂有活性剂涂层6。 

一种新型镁合金焊接方法，首先将能够使电弧收缩的活性剂涂覆在焊接试件2的表面后放置在工作台1上，将磁场线圈3安装到氩弧焊枪4上，然后接通磁场电源5，焊接设备7通过焊接电缆8控制氩弧焊枪4在磁场线圈3的磁力和活性剂联合作用下对镁合金焊接试件2进行焊接。