[发明专利]一种高强钢的振动焊接方法

权利要求书

1.一种高强钢的振动焊接方法，其特征在于：包括，

步骤一、焊材选择：根据钢板强度等级选择同等级或低强焊接材料；

步骤二、坡口设计：采用单V型坡口，留1～2mm钝边,单面焊双面成型；

步骤三、待焊区域清理：焊前将坡口及其两侧20～25mm区域内及待焊部位的表面清理干净；

步骤四、加装激振器及其组件：将激振器固定安装于平台一端，拾振器设置在远离激振器的平台另一端，试板设置在激振器和拾振器之间，平台设置窗口，试板的拼接部位覆在窗口上，试板的边缘均焊接固定在窗口四周，即试板与平台临时焊接为一体；

步骤五、试板组对：钝边间隙0～2.0mm，沿组合后的试板周边采用焊接方式将试板固定于平台中间窗口位置；

步骤六、焊接：在对接试板焊接前，首先进行振动频率和振动振幅的摸索试验，振动焊接工艺参数：振动频率：120Hz～150Hz；振动振幅：10μm～20μm，与试板母材晶粒一致；振动方式：共振状态；对接试板焊接：a)打底焊：焊接电流：100A～120A；焊接电压：15～18V；焊接速度13cm/min：气体流量：5～10L/min；b)填充盖面焊接：焊接电流：170A～210A；焊接电压：20～25V；焊接速度16cm/min：气体流量：5L/min；

步骤七、焊后消应力：焊接完成后无需后热，以振动时效替代后热，激振器振动参数不变，振动时效持续：20～30min；

步骤八、焊后检查和探伤：检查焊后气孔缺陷，对焊接缺陷修补。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤一中，钢板强度级别在1000MPa及以下钢种，选择等强的焊接材料；对于钢板强度级别大于1000MPa钢种，遵循低强匹配原则，选择强度在800MPa～900MPa的焊接材料。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤二中，坡口角度为60℃。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤四中，在激振器与平台接触部位垫橡胶垫；平台通过橡胶垫支撑起来，橡胶垫所垫的位置在平台总长度的2/9-1/3处。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤五中，单个试板尺寸为：200mm*500mm，组对后的尺寸为400mm*500mm。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤七中，采用钢板表面堆焊焊接摸索不同材料试板的最佳振动频率：取200*600mm试板，以点焊方式固定在焊接平台上，分别在不同的振动频率下在钢板表面堆焊1个道次焊道，焊道长度为180mm；焊道方向与试板宽度200mm方向平行；不同振动频率下实施的焊道之间的间距≥30mm；振动频率间隔10Hz,焊接电流：170A-210A；焊接电压：20-25V；焊接速度10cm/min,堆焊完成待试板冷却后，沿横向切割堆焊焊缝金相试样，经磨抛后硝酸酒精侵蚀，观察焊缝组织和热影响区组织晶粒细化情况，以晶粒细化效果最好的焊缝所对应的振动频率作为实施对接试板焊接的振动频率；统计钢板母材晶粒尺寸，激振器振动振幅应与母材晶粒尺寸一致。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：焊接前对试板预热，预热温度根据小铁研试验确定。