[发明专利]一种用于钢35与3Cr13两种金属材料焊接架体的加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种加工方法，特别涉及一种用于钢35与3Cr13两种金属材料焊接架体的加工方法。属于机械加工领域。

背景技术

在大型架体类零件加工中，通常是相同材料之间的焊接及加工，但随着科技的发展，对于大型架体的重量、结构性能及精度等有了更高的要求。焊接架体出现不同金属材料之间的焊接加工，在现机械加工领域，钢35与3Cr13两种材料的焊接很少，只是简单的单板拼接，对于复杂架体的焊接业内没有相关的报道。由于钢35与3Cr13两种金属材料的机械性能、焊接性能的差异，在焊接过程中产生很大变形或者裂纹，不能满足设计的要求，同时加工中的加工应力也是影响架体结构的重要因素。首先重点需要解决架体焊接产生的变形或者裂纹；其次安排合理的工艺流程，架体的装夹、刀具几何参数；还有，解决在焊接架体加工过程中产生的各种应力变形和热处理变形对零件精度的影响，以及各种变形的控制和消除方法。

本发明通过对架体的焊接过程的变形量的分析，制定出切实合理的焊接方案，加工方法和变形控制措施，从中找出加工该类零件精确的加工方法，为今后此类零件的加工提供重要的技术参考和依据。

发明内容

本发明的目的是：一种用于钢35与3Cr13两种金属材料焊接架体的加工方法，该方法工艺合理，通过使用振动时效的方法减少零件变形；该方法解决两种材料大型焊接架体的精度问题，克服焊接变形、加工应力等，保证了架体的加工精度和焊接质量。

本发明技术方案是：一种用于钢35与3Cr13两种金属材料焊接架体的加工方法，其特征是：

该方法的具体步骤如下：

1）零件下料：按架体规定尺寸和要求将钢35与3Cr13两种金属材料进行下料；其中，框架基材为钢35，各镶块材料为不锈钢3Cr13；

2）焊接：

a)焊接方法：手工电弧焊焊接方法；

b)焊条的选择：框架基材之间的焊接用J507钢焊条，框架基材与镶块材料之间结合部分的焊接用奥302焊条；

c)焊接过程：首先采用刚性固定法将焊接件固定在焊接平台上，然后采用对称焊接对焊接件进行焊接：先将焊接件四角对称焊接，待焊接件冷却后，再逐层向内焊接，每焊接一层后，要待焊接件冷却后，再焊接下一层；焊接结束后，用振动去应力消除焊接应力；

3）热处理：对焊接件进行退火处理，降低硬度，温度不大于500℃，保证各组焊件处的硬度控制在HRC26以上，平面度控制在2mm以内；

4）喷砂：对焊接件进行表面清理、除锈、除渣；

5）探伤：对焊接件结合部分进行探伤，检查裂纹；

6）钳工划线，为铣削做准备；

7）铣削：

a)架体的装夹；

b)对架体不锈钢3Cr13部分切削加工；

c)振动消除应力：

8）精加工：加工到图纸要求；

9）检验测量。

所述步骤2）的焊接采用小电流，即电流小于150A。

所述步骤2）中的焊接平台为4000mm×2000mm。

所述步骤7）的铣削中的a)架体的加装：加工正面时，在架体的反面均匀布置了多个定位块，并在定位块之下垫垫铁，架体定好位后，在定位块之上的框架上搭压板压紧架体；对定位块铣削，先在压紧架体的状态下将定位块铣平，然后松开压板再铣掉0.3mm，使架体在自然状态下多个定位块共面，为后续加工提供基准。

所述步骤7）的铣削中的b)对架体不锈钢3Cr13部分切削加工：

I）刀具材料：选用端铣刀，刀片材料为硬质合金YG6；

Ⅱ）刀具几何参数：硬质合金铣刀前刀面上磨出了R10的卷屑槽，前角增大至10°～20°，刀刃上留有0.05～0.2mm宽的棱带；后角取8°～10°；刃倾角-5°～-15°；主偏角60°，副偏角10°；

Ⅲ）切削用量：切削速度为70～100m/min,进给量f=223～318mm/min,切削深度ap=1～3mm。

所述步骤7）的铣削中的b)对架体不锈钢3Cr13部分切削加工：加工时分为粗铣、半精铣、精铣，粗铣正反两面镶块表面，留余量1mm；精铣正反两面镶块表面到产品要求。

本发明的优点是：

（1）选用奥302焊条解决了钢35和3Cr13的焊接问题，保证了部件的焊接性能。

（2）通过采用刚性固定法和对称焊接法及焊接过程采用小电流，减少了部件的焊接纵向和横向收缩，控制了部件的扭曲变形，保证了后续部件的加工。此方法可推广到大型框架结构的焊接中。