CN100409995C - 一种胶焊连接方法 - Google Patents
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Abstract
一种胶焊连接方法属于材料工程技术领域。涉及一种采用胶接和熔焊相复合的新型连接技术。其过程是，在两层待焊材料表面的搭接区域，涂上一层胶剂，然后采用熔化焊接热源进行搭接焊，从而实现接头的良好连接。本发明所达到的有益效果是，此种连接技术能够实现机械结合、冶金结合、化学结合的有效统一。导致结构件的承载载荷、疲劳强度、剪切强度均有较大幅度的提高。解决了难焊同种金属及异种金属的连接问题，降低材料损耗，提高材料利用率，能够满足实际工程的要求。适用于镁合金、铝合金、钛合金、钢铁等金属同种之间以及与异种金属之间的连接，可以获得高性能连接接头。
Description
技术领域
本发明属于材料工程技术领域。涉及一种采用胶接和熔焊相复合的新型连接技术，尤其适用于镁合金、铝合金、钛合金、钢铁等金属之间以及与异种金属之间的连接，可以获得高性能连接接头。
背景技术
新材料的广泛应用，必须有先进连接技术进行技术保障。目前焊接工艺广泛应用，但也存在许多限制。第一，异种金属连接。由于大量新材料的应用，不同种材料连接已经不可避免。但是对于难焊材料，由于冶金上的原因，采用焊接工艺很难实现良好的连接，如镁、铝等金属之间的焊接。第二，接头机械性能很难达到实际使用要求。
胶接作为一种新兴的连接工艺，在航空航天、汽车等大量使用搭接板材的领域开始广泛应用。胶接具有良好的疲劳性能，但剥离强度差、耐热性差、胶层容易老化。因此限制了它的大量应用。为此，人们采用胶焊技术即采用电阻点焊这种非熔化焊接技术与胶接有机结合实现金属之间的搭接连接。但这种胶焊技术是点结合(电阻点焊)与面结合(胶接)的相互促进，连接强度有待进一步提高，应用范围也较窄。
发明内容
本发明的目的就是提供一种胶接和熔焊的有机复合，可实现难焊金属、异种金属的有效搭接，焊后接头质量良好，焊接接头性能得到大幅度提高的新的胶焊连接方法。
本发明的技术解决方案是，一种胶焊连接方法，采用胶接和熔焊两种工艺复合，进行搭接连接，在两层待焊材料表面的搭接区域，涂上厚度为0.05-1mm的胶层4，然后采用熔焊热源3在焊接接头2处进行搭接焊。
在两层待焊材料表面的搭接区域，涂上厚度为0.05-1mm的胶层4，先加热至50℃-500℃，保温0.1-3个小时，然后采用熔焊热源3进行搭接焊。
在两层待焊材料表面的搭接区域，涂上厚度为0.05-1mm的胶层4，直接使其紧密结合，然后采用熔焊热源进行搭接焊。
上层焊接板材1为镁合金、铝合金、钛合金或钢铁。
下层待焊材料焊接板材5为镁合金、铝合金、钛合金或钢铁。
上层焊接板材1和下层焊接板材5为镁合金、铝合金、钛合金或钢铁等金属，通过本发明实现上述材料同种金属之间以及异种金属之间的连接，获得高性能连接接头。
熔化焊接热源3是激光焊接热源，采用激光焊接工艺参数为：激光功率300-5000W，离焦量-2.5mm-2.5mm，焊接速度200mm/min-2000mm/min，保护气流量5-20L/min。
熔化焊接热源3是等离子弧焊热源，焊接电流20A-500A，焊接速度200mm/min-2000mm/min，喷嘴与工件间距离0.5mm-10mm，离子气流量0.5L/min-5L/min，保护气流量5-20L/min，电极内缩量2mm-6mm。
熔化焊接热源3是激光-电弧复合热源，激光功率300-5000W，离焦量-2.5mm-2.5mm，焊接速度200mm/min-5000mm/min，保护气流量5-20L/min，激光斑点与氩弧焊接熔池中心点距离为0-5mm。
熔化焊接热源3是氩弧焊热源，焊接电流50A-400A，弧长0.5mm-3mm，焊接速度200mm/min-1000mm/min，保护气流量5-20L/min。
本发明所达到的有益效果是，此种连接技术能够实现机械结合、冶金结合、化学结合的有效统一。导致结构件的承载载荷、疲劳强度、剪切强度均由较大幅度的提高。解决了难焊同种金属及异种金属的连接问题，降低材料损耗，提高材料利用率，能够满足实际工程的要求。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。
图1是本发明的示意图。
图中，1.上层焊接板材，2.焊接接头，3.熔焊热源，4.胶层，5.下层焊接板材。
具体实施方式
熔焊以激光焊接为例进行说明。
步骤一：
焊接前用丙酮清洗试样，焊接试样选取镁合金、铝合金、钛合金、钢铁等金属，可以是同种金属之间焊接，也可以是异种金属之间焊接。这里以1.5mm镁合金AZ31B同种金属之间连接为例进行说明。连接表面去除油污，干燥后用钢丝刷对搭接区域表面进行清理以去除氧化膜。
步骤二：
在上层焊接板材1、下层焊接板材5的搭接区域之间涂上胶层4，这里的胶层泛指各种固化胶，胶层4厚度为0.5mm。
步骤三：
利用焊接卡具将上层焊接板材1、下层焊接板材5压紧。
步骤四：
采用激光焊接工艺，工艺参数为：激光功率350W，离焦量0.5mm，焊接速度500mm/min，保护气流量10L/min。焊接试板采用搭接方式，一次焊接成型，实现连续致密的连接。
Claims (7)
1. 一种胶焊连接方法，采用胶接和熔焊两种工艺复合，进行搭接连接，其特征在于，在两层待焊材料表面的搭接区域，涂上厚度为0.05-1mm的胶层(4)，加热至50℃-500℃，保温0.1-3个小时，然后采用熔焊热源(3)在焊接接头(2)处进行搭接焊。
2. 根据权利要求1所述的一种胶焊连接方法，其特征在于，所述两层待焊材料的上层是上层焊接板材(1)，上层焊接板材(1)为镁合金、铝合金、钛合金或钢铁。
3. 根据权利要求1所述的一种胶焊连接方法，其特征在于，所述两层待焊材料的下层是下层焊接板材(5)，下层焊接板材(5)为镁合金、铝合金、钛合金或钢铁。
4. 根据权利要求1、2或3所述的一种胶焊连接方法，其特征在于，熔化焊接热源(3)是激光焊接热源，采用激光焊接工艺参数为：激光功率300-5000W，离焦量-2.5mm-2.5mm，焊接速度200mm/min-2000mm/min，保护气流量5-20L/min。
5. 根据权利要求1、2或3所述的一种胶焊连接方法，其特征在于，熔化焊接热源(3)是等离子弧焊热源，焊接电流20A-500A，焊接速度200mm/min-2000mm/min，喷嘴与工件间距离0.5mm-10mm，离子气流量0.5L/min-5L/min，保护气流量5-20L/min，电极内缩量2mm-6mm。
6. 根据权利要求1、2或3所述的一种胶焊连接方法，其特征在于，熔化焊接热源(3)是激光-电弧复合热源，激光功率300-5000W，离焦量-2.5mm-2.5mm，焊接速度200mm/min-5000mm/min，保护气流量5-20L/min，激光斑点与氩弧焊接熔池中心点距离为0-5mm。
7. 根据权利要求1、2或3所述的一种胶焊连接方法，其特征在于，熔化焊接热源(3)是氩弧焊热源，焊接电流50A-400A，弧长0.5mm-3mm，焊接速度200mm/min-1000mm/min，保护气流量5-20L/min。
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