[发明专利]一种焊接垫板及其在镁/铝异种金属焊接中的应用

摘要

本发明公开了一种焊接垫板及其在镁/铝异种金属焊接中的应用。本发明采用填充冷却剂的中空焊接垫板对待焊板材进行夹紧、固定。有效减少了Mg₁₇Al_l2硬脆性金属间化合物的生成时间，提高了异种焊接头的机械强度；有效防止了焊接过程板材的热变形，减少了焊接热残余应力。同时，在焊接过程中，对待焊板材下表面焊接区域采用适宜的气体流量，吹氩气保护，可防止焊接过程熔融金属与空气接触反应、产生焊缝夹杂物。本发明通过焊接过程热控制及焊后热处理的双重效果，极大减少了硬脆性Mg₁₇Al₁₂金属间化合物的数量以及焊接残余应力，有效改善了焊接接头的焊接质量。

主权项

1.一种镁/铝异种金属的焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将镁合金与铝合金待焊板材进行表面处理，除去油脂、污物；(2)焊接采用对焊形式，将待焊镁合金与铝合金板材上、下表面用焊接垫板进行固定；(3)选用特定焊接工艺参数，用惰性气体保护焊对镁合金与铝合金板材进行异种合金焊接；焊接过程中镁合金与铝合金待焊板材上下表面均用惰性气体进行保护；(4)焊接结束后，将焊接接头转移至加热装置中，进行退火和固溶处理；其中，步骤(2)中焊接垫板，分为上垫板和下垫板，所述上垫板和下垫板均为长方体，所述下垫板为1个，所述上垫板至少为2个，所述上垫板内部设置有中空通道，所述中空通道开口于上垫板侧表面，所述开口即冷却剂填充孔，焊接前通过冷却剂填充孔向中空通道内填充冷却剂并进行密封；所述下垫板上表面中间设置有贯通U型凹槽，所述U型凹槽内沿U型凹槽延伸方向设置有若干惰性气体出气孔，所述惰性气体出气孔等距分布；焊接时将待焊材料焊接熔合区置于所述凹槽上方，所述上垫板分置于待焊材料两侧，通过上垫板的共同夹持作用实现对待焊材料的夹紧固定；所述下垫板侧表面设置有惰性气体进气孔，所述惰性气体进气孔与所述惰性气体出气孔连通；所述下垫板内部沿所述U型凹槽对称设置有若干中空通道，所述中空通道开口于下垫板侧表面，所述开口即冷却剂填充孔，焊接前通过冷却剂填充孔向中空通道内填充冷却剂并进行密封；所述焊接垫板为紫铜垫板；所述上垫板的中空通道为长方体或正方体结构，所述下垫板的中空通道为长方体或正方体结构；所述冷却剂为液氮；对待焊镁合金与铝合金板材进行固定的具体方式为：将待焊镁合金与铝合金板材放置于下垫板上，焊接熔合区置于下垫板上表面的凹槽上方，上垫板距离焊接熔合区10‑20mm，之后夹紧、固定；步骤(3)中焊接工艺参数如下：电弧电压10～20V，交流柔性电流为120～200A，采用纯度为99.9％的氩气进行保护，板材下表面气体流量始终高于上表面气体流量，具体的，板材上表面气体流量15‑20L/min，下表面气体流量20‑25L/min；焊枪为与板材成100～105°夹角，焊接速度25‑60cm/min；步骤(4)中退火和固溶具体方式为：将焊接接头先在130～150℃下退火20～24h，消除焊接残余应力，而后在400～420℃下进行10～12h的固溶处理。