本發(fā)明專利技術涉及鋁及鋁合金無電流調(diào)制的噴射方式或脈沖方式的ＭＩＧ焊接工藝，其中至少在焊接區(qū)的一部分使用保護氣體。根據(jù)本發(fā)明專利技術的工藝，保護氣體是一種混合氣體，其中包含，以體積計，０．８％～１．８０％的Ｏ↓［２］和１５％～９９．９９％的Ｈｅ，可能包含Ａｒ作為余量。優(yōu)選地，混合氣體中至少包含１％的Ｏ↓［２］。（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）
【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及鋁及鋁合金以脈沖方式或噴射方式的MIG(熔化極惰性氣體)電弧焊工藝，也就是說，采用軸向噴射，但不包括在噴射方式中使用調(diào)制電流的方法。MIG電弧焊工藝在工業(yè)中廣泛地應用，包括焊接鋁。保護氣體在該工藝的實施中起重要的作用。這樣，Ar不允許高的焊接速度并且在自動焊中電流超過500A時產(chǎn)生電弧不穩(wěn)。在噴射方式中使用Ar獲得的窄熔深的特征形狀不適合于貫穿焊接。再者，氬氣/氦氣(以下稱作Ar/He)混合氣體和單獨He可以增加熔深和焊根寬度，因此可能避免昂貴的準備工作，Ar/He混合氣體中He含量越高，越是如此。換言之，對于固定的厚度，He允許隨著其含量的增加而增加焊接速度。然而，雖然有He的存在還通常提高焊道致密性，但是對焊道外觀有害，其比使用純Ar光澤差。雖然在手工焊(例如Ar/20％He型混合氣體)和自動焊(例如Ar/50％～70％He型混合氣體)中，Ar/He混合氣體在質(zhì)量和生產(chǎn)率上提供明顯的優(yōu)點，但是會因與He含量相關引入并非不重要的費用。對于不必滿足此兩原則的應用，考慮混合氣體的其它類型可能是明智的。這樣，對于TIG和MIG焊工藝，文獻EP—A-639 423建議使用Ar或Ar/He類型混合氣體，該混合氣體進一步包含以體積計100～1000ppm的CO2和/或O2。再者，文獻EP-A-4241982建議使用也加入以體積計80～250ppm的N2的Ar/He混合氣體或Ar。文獻EP-A-442475推薦使用含0.5～1.25體積％的CO2，30～40體積％的He以及余量為Ar的混合氣體進行熔化極焊接。文獻US-A-4,071,732涉及含少于30％CO2或少于5％O2的惰性氣體形成的混合氣體；然而該文獻的實施例僅僅描述了Ar和含約5～15％CO2的混合氣體。應該強調(diào)對于提高性能，這些工藝從工業(yè)觀點考慮沒有一種是完全令人滿意的。再者，如EP-A-909604所述，在調(diào)制噴射MIG焊中，也就是說，使用被調(diào)制的焊接電流，已經(jīng)推薦使用保護氣體或由Ar，He或其混合物形成的混合氣體，其中已加入0.01％～1.80％的CO2和/或O2。然而，這種情況下，為了除去焊接熔池中形成的氣體夾雜物，特別是在其中易于出現(xiàn)的可擴散的氫，對電流應用低于60Hz的頻率的電流調(diào)制以便能夠脫除焊接熔池中的氣體。這是因為當希望獲得高質(zhì)量的焊接接頭但不實際需要高焊接速度時，使用具有電流調(diào)制的噴射方式MIG工藝。因此，產(chǎn)生的問題是不使用焊接電流調(diào)制而改善公知的MIG焊接工藝，特別是在非調(diào)制噴射方式MIG工藝，也就是說不使用焊接電流調(diào)制，以及脈沖方式的工藝，以便能夠獲得生產(chǎn)率和焊接速度高性能水平。這是因為當希望提高生產(chǎn)率而不是質(zhì)量即焊縫外觀時，非調(diào)制噴射方式(不使用電流調(diào)制)MIG工藝和脈沖方式的MIG工藝更適合。至今為止，當保護氣體含O2時，非調(diào)制形式或脈沖方式的MIG工藝很少或根本未應用于焊鋁或其合金。這是由于通常認為保護氣體中O2的存在對生成的焊縫有害，當O2加入到保護氣體中時，O2能容易地與鋁原子結(jié)合而導致焊縫中固體氧化鋁(Al2O3)夾雜，其對所述焊縫機械性能有負面影響。再者，對于高O2含量，也就是說，O2含量超過2％，以及高CO2含量，也就是說，CO2含量也超過2％時已證實了這個事實。然而，相反地，在保護氣體流中O2的存在，導致從工業(yè)觀點考慮可接受的生產(chǎn)率性能水平。因此產(chǎn)生的問題是需要提供一種鋁及其合金的MIG焊接工藝，滿足具有高的和工業(yè)上可接受的生產(chǎn)率和低的焊縫氧化鋁夾雜水平而對焊接接頭機械性能沒有大的或明顯的損害。因此本專利技術提供的解決方案在于鋁和鋁合金MIG焊接工藝，以脈沖方式或不使用電流調(diào)制噴射方式，至少在焊接區(qū)的一部分使用保護氣體，其中，該保護氣體是含0.01％～1.80％的O2和20％～98.2％的He，余量可能為Ar的混合氣體。本專利技術工藝的進一步特點如下-保護氣體含0.9％～1.80％的O2和15％～98.20％的He，余量為Ar；-保護氣體混合物含至少1％的O2，優(yōu)選至少1.1％的O2，更優(yōu)選至少1.2％的O2；-保護氣體混合物含至多1.70％的O2，優(yōu)選至多1.65％的O2；-使用固體可熔焊絲；-焊接速度從0.25m/min至1.20m/min，優(yōu)選0.60m/min至1m/min；-送絲速度從2.5m/min至20m/min，優(yōu)選4m/min至17m/min；-平均焊接電流從40A至450A和/或平均焊接電壓從15V至40V；-該工藝使用脈沖方式，和/或焊接電流從120A至350A和/或平均焊接電壓從20V至30V；-該工藝使用噴射方式，和/或焊接電流從180A至450A和/或平均焊接電壓從20V至39V；因此本專利技術在于He或Ar/He混合氣體中O2含量的精確控制，最大O2含量不超過約1.80％是必須的，這樣形成的該混合氣體構成實施MIG工藝時使用的保護氣體。應該強調(diào)使用調(diào)制焊接電流的任何以噴射方式的MIG工藝被排除在本專利技術之外。本專利技術通過以下實施例更清楚地解釋，通過說明但不意味著限制方式，結(jié)果示意于附圖中。實施例為了表示根據(jù)本專利技術MIG工藝的效果，進行了一些對比實驗。就這些實驗而言，鋁試件(根據(jù)NFEN485,487,515和573標準，5000和6000等級)使用脈沖方式和非調(diào)制噴射方式MIG工藝焊接，使用加入1％～1.5％O2的Ar作為保護氣體。電機是由La Soudure Autogene Francaise購得的480 TR16電機。在所有情形下，用作填充金屬的熔化焊絲均為5356型(根據(jù)AWS A5.10或NF A50.403標準)直徑1.2mm的焊絲。焊接之前，通過機械切割制備鋁試件。其它焊接參數(shù)示于如下的表I，其中-V絲表示熔化焊絲送絲速度；-Ip表示峰值電流強度；-Ib表示基值電流；-I平均表示平均電流；-Up表示峰值電壓；-U平均表示平均電壓；-F脈沖表示電流脈沖頻率(脈沖MIG形式中)；-T脈沖表示電流脈沖時間(脈沖MIG形式中)；表I兩種輸送形式的焊接參數(shù) 根據(jù)生產(chǎn)率(焊接速度)和接頭質(zhì)量(焊道致密性和外觀)和機械性能評價了其性能之后，所得結(jié)果在下面給出。在下面的表II中，對于5000級給出的速度的增加，通過相對于各種Ar/He混合氣體以及使用或不使用添加O2的焊接速度確定，并且作為對比，也給出使用加入O2的Ar獲得的結(jié)果。這些結(jié)果用圖解法示于圖I。可以看出，對于同樣的O2加入量，在焊接速度和熔深方面性能的改善，Ar/He混合氣體和單獨Ar保持相當。表II對于5000等級，相對于不加入O2的Ar/He混合氣體就焊接速度而論性能的改善 焊接速度(VW)m/min；速度增加以％計；n.d.未確定。表II表明具有6mm厚完全熔深的焊縫的焊接速度的增加。再者，為了根據(jù)接頭質(zhì)量(焊道致密性和外觀)評價性能，在5000等級試件上進行了X-射線檢測，未發(fā)現(xiàn)有那些在使用Ar或Ar/He混合氣體的MIG中通常遇到的那些以外的任何缺陷。補充地，通過簡單地拋光，宏觀試樣能夠顯示不同分布和取向的縮小尺寸(約0.01mm)夾雜物的區(qū)域。這些區(qū)域通過掃描電鏡被確認為氧化鋁(Al2O3)區(qū)域。再者，使用Ar/He/O2混合氣體獲得的焊道的外觀顯著不同于使用Ar/He混合氣體生成的那些該焊道本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
一種脈沖方式或無電流調(diào)制的噴射方式的ＭＩＧ焊接鋁和鋁合金的工藝，該工藝至少在焊接區(qū)部分使用保護氣體，其中，保護氣體是一種氣體混合物，其組成為，以體積計，０．８％～１．８０％的Ｏ↓［２］的１５％～９８．２０％的Ｈｅ，余量可能為Ａｒ。
【技術特征摘要】
...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：JM福坦，P萊菲布里，JY穆頓，G普羅提爾，
申請(專利權)人：液體空氣喬治洛德方法利用和研究的具有監(jiān)督和管理委員會的有限公，
類型：發(fā)明
國別省市：FR[法國]
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。