異種金屬薄板全自動焊接工藝技術研究

于彩云

（酒泉職業技術學院，甘肅 酒泉 735000）

現代工程中大多數零件的工作環境都為高溫、低溫、電磁場、腐蝕介質或放射性環境，其中金屬材料成為零件的主要原料之一。而隨著技術的發展，對零件要求也不斷提升，一種金屬材料已經無法滿足實際使用需求[1]。因此在金屬零件鍛造中，不僅需要對同種材料進行焊接，同時需要對異種材料進行焊接。在焊接過程中，不僅需要滿足不同工作條件對金屬材料的不同需求，考慮到成本問題，同時需要節約金屬資源，發揮不同金屬材料的性能優勢。焊接作為一種金屬材料加工的重要技術，在特定情況下，異種金屬構件的性能遠遠高于單一金屬[2]。異種材料目前已經在電子、機械、化工、航天、造船以及多種其他領域得到廣泛應用，異種金屬焊接已經成為工業發展的一種趨勢。為確保能夠更好滿足工業發展需求，對異種金屬薄板全自動焊接工藝技術進行研究。

1 異種金屬薄板全自動焊接工藝技術

1.1 異種金屬焊接性分析

在異種金屬薄板全自動焊接工藝研究過程中，由于金屬薄板形狀的特殊性，大部分金屬化學性質很活潑，在焊接過程中，很容易發生氧化反應[3]。部分金屬在焊接過程中會在表面形成一層氧化膜，這層氧化膜會對焊接接頭焊縫成型造成阻礙，或者由于在焊接時的高溫，金屬極易出現氧化膜，導致溶池中夾渣的形成，降低焊接接頭強度。因此，在異種金屬薄板焊接前，需要對金屬材料表面進行徹底清理，清理過程主要采用機械清理與化學清理兩種方法。在焊接過程中，由于部分金屬導熱率與線膨脹系數較大，在焊接過程中焊縫熱裂紋傾向較為嚴重，導致接頭性能降低。且異種金屬薄板焊接時，兩種金屬熔點不同，使得距焊縫較近的金屬母材的晶粒會因為熱輸入差出現晶粒粗大現象，大大降低接頭性能。同時，在異種金屬薄板焊接過程中，由于焊件內應力的不同，會出現母材變形的情況，導致薄板變形，影響整體焊接構件的性能。

1.2 異種金屬薄板全自動焊接材料化學性

在對異種金屬薄板全自動焊接工藝研究過程中，需要考慮到異種金屬材料的化學成分與組織性能以及兩種金屬材料的物理性能、表面狀態以及冶金相容性等多種因素。為對異種金屬薄板全自動焊接工藝更好研究，選擇滿足上述研究條件且厚度為1mm的金屬A薄板與金屬B薄板進行研究，將金屬A作為母材，焊絲為直徑1.2mm，其材料化學成分，如表1、2、3所示。

1.3 異種金屬薄板的全自動焊接

圖1 異種金屬薄板的全自動焊接技術路線

異種金屬薄板的全自動焊接目前主要使用焊接機器進行全自動焊接，焊接機器在實際應用中較為廣泛，且都擁有預定焊接軌道。焊接機器的焊槍沿著預定軌道對金屬薄板進行動作。焊接過程主要針對運用聚氨酯材料對薄板焊接處進行處理，確保接口不會出現裂痕。在進行焊接前，需要對金屬材料表面進行處理。部分金屬材料在焊接過程中容易在表面形成一層氧化膜，容易吸收水分的同時阻礙焊縫熔合。導致焊接后的金屬薄板表面容易被污染。因此，對金屬薄板在焊接前的表面清理主要采用脫脂去油清理、機械清理以及化學清洗等幾種方式。為保證金屬薄板制品的質量，需要注意在對其進行焊接后的表面處理，有效提高其使用壽命。自動焊接過程中，由傳送機負責對焊接所需的焊絲進行傳送，傳送速度需要滿足焊槍消耗速度的同時，根據焊槍軌跡進行調整。針對異種金屬薄板的全自動焊接過程，焊接機器能夠對其實現自動全角度調整，焊接過程中全部由傳感器與計算機對其進行自動控制，并針對其結果進行實時反饋，同時也根據需要進行人工調整。異種金屬薄板的全自動焊接技術路線，如圖1所示。

表1 金屬A薄板化學成分（質量分數%）

表2 金屬B薄板化學成分（質量分數%）

表3 金屬A焊絲化學成分（質量分數%）

2 結語

目前異種金屬薄板全自動焊接技術有著非常廣闊的市場發展前景，想要實現異種金屬薄板焊接技術更好的發展，需要針對其生產技術特點進行研究，為未來異種金屬薄板全自動焊接工藝技術提供更好的發展方向。