[发明专利]QCr0.8与高强不锈钢的CMT焊接工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种焊接工艺方法，适用于壁厚δ1.5mm～5mm的QCr0.8铬青铜与高强不锈钢(壁厚≥δ8mm)搭接接头结构的焊接。

背景技术

现阶段采用手工氩弧焊进行QCr0.8铬青铜与高强不锈钢的焊接。该方法首先对钢侧待焊表面进行打磨，然后使用铜焊丝，采用手工氩弧焊的方法焊接QCr0.8铬青铜与高强不锈钢搭接接头。

QCr0.8铬青铜散热较快，为保证铜侧熔合良好、焊接接头处形成有效的熔池，一般采用低焊速、大电流的方式进行QCr0.8铬青铜与高强不锈钢手工氩弧焊焊接。但是，此种方法容易造成焊接热输入过大。热输入增大时，在焊缝表面容易产生热裂纹，同时，在焊缝内部铜-钢交接处的钢侧将形成液态铜的渗透裂纹，由此造成铜-钢连接焊缝的强度大幅降低。同时，手工焊时焊缝接头较多，接头处因起弧、收弧而多次受热，使得晶粒严重长大，所以此处焊缝的塑性等显著下降。

综上，采用手工氩弧焊进行QCr0.8铬青铜与高强不锈钢的焊接，其焊缝强度较低，焊接质量波动较大。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种CMT焊接工艺，能够提高QCr0.8铬青铜与高强不锈钢连接焊缝连接强度和焊接质量可靠性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：

(1)对高强不锈钢零件进行预处理，确保表面光洁度≤3.2μm；在高强不锈钢零件的待焊面预置中间层，中间层的底部为3～6μm的镍，上部为5～15μm的铜；

(2)当QCr0.8零件的壁厚大于2mm时，对QCr0.8零件加工出焊接坡口，坡口角度为30°～50°，钝边不大于1mm；然后对QCr0.8零件进行表面洁净处理；

(3)将高强不锈钢零件和QCr0.8零件装配为待焊件，组成搭接接头结构，装配间隙不大于0.15mm，高强不锈钢零件凸出QCr0.8零件端面长度不小于10mm；

(4)将待焊件装夹，当QCr0.8零件壁厚小于等于2mm时，待焊件与水平方向夹角为50°～70°，焊炬与待焊面垂直，焊丝与QCr0.8零件端面齐平；当QCr0.8零件壁厚大于2mm时，待焊件与水平方向夹角为30°～50°，焊炬与竖直方向夹角为10°～30°，焊丝与坡口边缘水平偏移1～3mm；

(5)进行焊接，当QCr0.8零件壁厚小于等于2mm时，焊接电流为125～145A，焊接电压为15～20V，焊接速度为35～45cm/min，送丝速度为4～5m/min，摆幅为0.2mm，摆速为900cm/min；当QCr0.8零件壁厚大于2mm时，焊接电流为160～200A，焊接电压为17～27V，焊接速度为40～55cm/min，送丝速度为6～8m/min，摆幅为0.5mm，摆速为900cm/min；

(6)焊后对焊缝表面氧化层进行清理，并对焊缝进行外观检查。

本发明的有益效果是：

(1)采用CMT焊接方法，在保证焊接质量的同时，最大程度的降低了焊接热输入量，避免热裂纹等焊接缺陷的产生；

(2)在钢侧待焊表面预置中间层，提高了焊缝的成型质量，避免了焊缝内部铜向钢侧渗入的产生；

(3)实现了QCr0.8和高强不锈钢间的熔钎焊连接，其接头强度达到铜侧母材强度的85％以上；

(4)采用自动化程度较高的CMT焊接工艺，提高了焊接质量的可靠性和稳定性。

附图说明

图1(a)为第一种搭接接头结构示意图；

图1(b)为第一种搭接接头结构形式的焊接姿态示意图；

图2(a)为第二种搭接接头结构形式示意图；

图2(b)为第二种搭接接头结构形式的焊接姿态示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。

本发明采用CMT焊接工艺实现对不同厚度的QCr0.8铬青铜与高强不锈钢零件的熔钎焊连接，包括下列步骤：

(1)对钢件进行预处理后，在钢侧待焊面预置中间层；

(2)根据铜侧零件壁厚，加工合适的焊接坡口，然后对铜件进行表面处理，提高表面洁净度；

(3)将铜、钢零件进行装配，组成搭接接头结构；

(4)将待焊件装夹，选择合适的焊接姿态；

(5)根据待焊零件壁厚和坡口形式，选择合适的焊接参数进行焊接；

(6)焊后对零件表面进行清理，并借助工具进行外观检查。