[发明专利]一种金属间胶接加电弧填丝点焊的连接方法

说明书

技术领域

本发明属于材料工程技术领域，涉及金属之间的连接技术，特别是金属之间焊接与胶接结合的连接技术。

背景技术

新材料的广泛应用离不开先进连接技术进行技术支持与保障。由于新材料的开发与应用，不同性质、性能的异种金属之间进行连接不可避免，但对于难焊材料，采用传统工艺很难实现良好的连接，例如镁/铝之间的熔焊，其次，接头的机械性能很难达到实际应用的要求，限制了材料的实际应用。

电弧焊是工业上广泛应用的焊接方法，但对于异种金属之间的焊接，因容易产生金属间化合物，很难达到良好的效果。胶接作为一种连接技术，具有疲劳性能良好、可以提供较大失效载荷等优点，在航空航天、交通等领域的搭接结构件中被广泛使用，但其剥离性能差、耐热性能差以及容易老化等缺点限制了其大量应用。为此，人们采用胶焊技术，即焊接与胶接结合，来提高接头的性能，如电阻胶接点焊、高能束胶接焊，这两种工艺采用在胶黏剂固化前或后直接对焊接部位进行电阻点焊或高能束焊接，但是这两种焊接方法均不能对焊缝/焊点填充焊接材料，存在焊接塌陷等缺陷，并且对加工精度要求高，实际操作复杂，同时这两种技术焊接时两侧被焊母材同时熔化形成焊缝，在异种金属连接时板材之间形成金属间化合物，影响力学性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种胶接和电弧焊相结合的技术，可以实现难焊金属、异种金属的有效搭接连接，使焊接接头性能得到大幅的提高。

本发明的技术方案是，一种金属间胶接加电弧填丝点焊的连接方法，先将待连接材料的搭接面涂上固化结构用胶黏剂，搭接在一起，再进行焊接，其特征在于，待连接材料的搭接面之间均匀涂有总厚度为0.02～1mm的胶层，搭接后沿接缝方向在搭接部分每隔15～50mm距离开孔径为3～10mm的通孔，再用电弧焊对开孔处进行双面填丝点焊焊接；在焊接前或焊接后把中间涂有胶层的搭接部分加热至50～500℃，并保温10～180分钟对胶层进行固化。

搭接部分一般为材料边缘，搭接宽度可以为15～40mm，搭接后可以沿接缝方向每隔15～50mm距离开一排通孔，再进行双面填丝点焊焊接；当搭接部分在其他部位，材料的长、宽方向均为接缝方向，搭接宽度更大时，可相隔15～50mm距离开两排以上通孔再进行焊接。

本发明用电弧对开孔部分进行双面填丝点焊，熔化的焊丝在孔内部与熔化的母材相熔合形成焊点，从而连接被焊金属，可实现同种金属之间或异种金属，如镁合金、铝合金、钛合金、钢铁等同种或异种金属之间的连接，获得高性能连接接头。焊接时可填充与母材相同或者不同的焊丝。通过填充焊接材料，可以避免电阻点焊或高能束焊接所产生的表面塌陷，在异种金属焊接时，本方法使金属间化合物产生的位置，由板材之间的应力集中处转移到板材内部，因此能有效增加焊点强度。而点焊与胶接相结合的方法能进一步提高接头的稳定性，强化接头性能，并能均匀应力、增加疲劳强度、减小腐蚀程度、密封试件。

焊接热源可以采用熔化极气体保护焊热源、钨极气体保护焊热源或等离子弧焊热源。采用熔化极气体保护焊热源时，焊接工艺参数可以为：电弧电流20～300A，喷嘴与工件之间距离2～20mm，保护气体流量5～20L/min，送丝速度3～12m/min；采用钨极气体保护焊热源时，焊接工艺参数可以为：电弧电流20～200A，弧长1～5mm，保护气体流量5～20L/min，送丝速度1～6m/min；采用等离子弧焊热源时，焊接工艺参数可以为：电弧电流40～500A，喷嘴与工件之间距离3～15mm，离子气流量0.5～5L/min，电极内缩量2～6mm，保护气体流量5～20L/min，送丝速度2～10m/min。

两层待焊材料搭接部分之间可以涂一般的固化结构胶黏剂，如环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、呋喃树脂、三聚氰-甲醛树等胶黏剂。

本发明使焊接结构件的承载载荷、疲劳强度、剪切性能、剥离性能均有较大幅度的提高，从而解决难焊同种金属以及异种金属的连接问题，降低材料损耗，提高材料利用率，满足实际工程需求。

附图说明

图1为用本发明方法焊接材料的剖面示意图。

图中1和5为被焊接板材，2为通孔及焊接接头，3为焊接热源，4为胶层。

图2为用本发明方法焊接材料的俯视示意图。

图中6为搭接部分，W为搭接宽度，D为通孔之间的距离。

具体实施方式

下面结实施例对本发明作进一步说明。

实施例1，用本发明方法焊接镁/铝异种金属。

板材搭接部分的尺寸为15×300mm，板材厚度均为1.5mm，焊接步骤如下：