MIG焊接的保护气体及焊接方法技术

本发明专利技术公开了一种MIG焊接的保护气体和焊接方法，所述MIG焊接的保护气体包括：按照一定体积百分比混合的氩气和氮气。本发明专利技术通过相对现有的含有氦气的保护气体，减少了或完全去除了所述氦气用量，从而实现节约氦气用量，节约焊接成本以及简化焊接操作的目的。

Shielding gas and welding method of MIG welding

The invention discloses a shielding gas and a welding method of MIG welding, the shielding gas of the MIG welding includes: argon and nitrogen mixed according to a certain volume percentage. Compared with the existing shielding gas containing helium, the invention reduces or completely removes the helium consumption, thereby realizing the purpose of saving the helium consumption, saving the welding cost and simplifying the welding operation.

【技术实现步骤摘要】
MIG焊接的保护气体及焊接方法
本专利技术涉及焊接加工技术领，尤其是涉及一种MIG焊接的混合保护气体及焊接方法。
技术介绍
铝合金具有较高的比强度、广泛应用于地铁、公交车、高速列车、航空航天、邮轮等工业领域。国际上制造的高速列车车体基本都采用铝合金结构，因此高效铝合金焊接是地铁、公交车等车体车厢部件制造的关键技术。针对铝合金所进行的焊接方法和工艺研究，日益引起人们的重视。由于铝合金的比热容和导热系数都很大，焊接变形大，通常采用的都是能量集中的焊接方法，如钨极氩弧焊(tungsteninertgas，简称：TIG焊)、等离子弧焊、激光焊、电子束焊和熔化极惰性气体保护焊(metalinert-gaswelding，简称：MIG焊)等，MIG焊焊接铝合金与TIG焊相比，采用连续送丝，保证了电流密度较大，焊丝熔化速度较快，不需要频繁停机，焊接生产效率高，应用广泛。无论TIG还是MIG，除对薄板进行焊接时可用纯氩气作为保护气体外，中厚板焊接的保护气体多选用含有氦气的三元混合气体。虽然含有氦气的三元混合气体可以提高铝合金板焊接效率已经达成共识，但是氦气的用量较多，特别是厚度在6mm以上的中厚板，一般需要在混合气体中添加20％以上的氦气，以达到熔深等工艺要求。在我国氦气是重要的战略稀缺资源，关系着国家安全和高新技术产业的发展。氦气主要产于美国(60％)和卡塔尔(30％)。由于我国是贫氦国家，绝大部分的氦气都依赖于进口，大致消耗世界上约(30％)的氦气，资源安全形势严峻，由此可知，采用上述保护气体进行中厚板的焊接提高了焊接成本，而为了降低所述焊接成本，即为了节省氦气，在生产中，一般只用在中厚板的焊接，而薄板则用高纯氩，在一家工厂里，气体种类多，焊接操作的管理也繁多，由此会造成生产效率低下的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种MIG焊接的混合保护气体及焊接方法，用以解决现有对铝合金板中的薄板和中厚板进行焊接采用不同的保护气体，所造成的气体种类多，焊接操作的管理也繁多，生产效率低下的问题，以及由于焊接中厚板时需要使用较多的氦气作为保护气体而导致焊接成本增加的问题。为了解决上述问题，本专利技术通过以下技术方案实现：一种MIG焊接的保护气体，包括：按照一定体积百分比混合的氩气和氮气。可选地，所述氩气的体积百分比为99.945％～99.980％，所述氮气的体积百分比为0.020％～0.055％。优选地，所述氩气的体积百分比为99.945％，所述氮气的体积百分比为0.055％。优选地，所述氩气的体积百分比为99.960％，所述氮气的体积百分比为0.040％。可选地，其中，水蒸气含量低于3ppm,氧气含量低于3ppm。可选地，还包括：氦气，其中，所述氩气的体积百分比为80.945％～99.980％，所述氮气的体积百分比为0.020％～0.055％，所述氦气的体积百分比为0.0～19.0％。优选地，所述氩气的体积百分比为89.945％，所述氮气的体积百分比为0.055％，所述氦气的体积百分比为10.0％。优选地，其中，水蒸气含量低于3ppm,氧气含量低于3ppm。另一方面，本专利技术还提供一种MIG焊接方法，包括：在焊接过程中，通过焊枪的喷嘴将保护气体连续输送到焊接区，所述保护气体为如上文所述的MIG焊接的保护气体。可选地，所述焊枪由人工、半自动装置或机器人手臂把持。可选地，所述保护气体通过集中供气方式和/或分散供气方式供给。可选地，适用于焊接厚度范围为0.5mm～40mm的铝合金板。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：本专利技术所提供的一种MIG焊接的保护气体，包括：按照一定体积百分比混合的氩气和氮气，具体的，本专利技术通过相对现有的含有氦气的保护气体，减少了或完全去除了所述氦气用量，从而实现节约氦气用量，节约焊接成本以及简化焊接操作的目的，解决现有对薄板和中厚板进行焊接采用不同的保护气体，所造成的气体种类多，焊接操作的管理也繁多，生产效率低下的问题，以及由于焊接中厚板时需要使用较多的氦气作为保护气体而导致焊接成本增加的问题。并且采用本专利技术所提供的保护气体具有在同种焊接规范条件下，可以使焊缝的熔深增加约20％，熔深增加明显，熔敷效率提升25％，达到同等焊接质量的优点。另外，本专利技术所提供的保护气体可以适用于焊接厚度范围为0.5mm～40mm的铝合金板,特别是可以适用于焊接厚度范围为4mm～32mm的铝合金板。由此在生产中，实现可使用相同的保护气体对铝合金板中薄板和中厚板进行焊接的目的，使得生产工艺流程简单。解决现有对薄板和中厚板进行焊接采用不同的保护气体(薄板则用高纯氩，中厚板用含氦三元气)，所造成的保护气体种类多，焊接操作的管理也繁多，生产效率低下的问题。附图说明图1为现有技术中采用纯氩气体作为保护气体进行焊接时的焊缝成型截面图；图2为本专利技术中采用氩气和氮气此二元混合气体作为保护气体(氩气：99.960％，氮气：0.040％)进行焊接时的焊缝横截面图；图3为本专利技术中采用氩气和氮气此二元混合气体作为保护气体(氩气：99.945％，氮气：0.055％)进行焊接时的焊缝横截面图。具体实施方式承如
技术介绍
所述，现有技术中对薄板进行焊接时可用纯氩气作为保护气体外，中厚板焊接的保护气体多选用含有氦气的三元混合气体。由此，现有对铝合金板中的薄板和中厚板进行焊接采用不同的保护气体，所造成的气体种类多，焊接操作的管理也繁多，生产效率低下的问题，以及由于焊接中厚板时需要使用较多的氦气作为保护气体而导致焊接成本增加的问题。研究发现，在我国氦气是重要的战略稀缺资源，关系着国家安全和高新技术产业的发展。氦气主要产于美国(60％)和卡塔尔(30％)。由于我国是贫氦国家，绝大部分的氦气都依赖于进口，大致消耗世界上约(30％)的氦气，资源安全形势严峻，自2018年9月至今，我国氦气市场一直处于货源紧张的局面，此种局面或将延续至2021年。国内氦气市场一直处在上涨趋势。我国氦气的进口量，2018年较2017年上涨15.04％，如此大量进口的情况下仍难以满足国内对氦气的需求，因此2019年氦气市场的涨势仍将延续。氦气市场高价位、高利润驱使下，国内外氦气市场从业者都在寻求改变。中国已在寻求氦气的量产，贸易商也在寻求直接进口渠道，部分终端也在寻找氦气的替代品。为了解决上述问题，本专利技术的核心思想在于提供一种MIG焊接的保护气体，包括：按照一定体积百分比混合的氩气和氮气，具体的，本专利技术通过相对现有的含有氦气的保护气体，减少了或完全去除了所述氦气用量，从而实现节约氦气用量，节约焊接成本以及简化焊接操作的目的，解决现有对铝合金板中的薄板和中厚板进行焊接采用不同的保护气体，所造成的气体种类多，焊接操作的管理也繁多，生产效率低下的问题，以及由于焊接中厚板时需要使用较多的氦气作为保护气体而导致焊接成本增加的问题。并且采用本专利技术所提供的保护气体具有在同种焊接规范条件下，该保护气体可以使焊缝的熔深增加约20％，熔深增加明显本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MIG焊接的保护气体，其特征在于，包括：按照一定体积百分比混合的氩气和氮气。/n

【技术特征摘要】
1.一种MIG焊接的保护气体，其特征在于，包括：按照一定体积百分比混合的氩气和氮气。


2.如权利要求1所述的MIG焊接的保护气体，其特征在于，所述氩气的体积百分比为99.945％～99.980％，所述氮气的体积百分比为0.020％～0.055％。


3.如权利要求1所述的MIG焊接的保护气体，其特征在于，
所述氩气的体积百分比为99.945％，所述氮气的体积百分比为0.055％。


4.如权利要求1所述的MIG焊接的保护气体，其特征在于，
所述氩气的体积百分比为99.960％，所述氮气的体积百分比为0.040％。


5.如权利要求1～4中任一项所述的MIG焊接的保护气体，其特征在于，
其中，水蒸气含量低于3ppm,氧气含量低于3ppm。


6.如权利要求1所述的MIG焊接的保护气体，其特征在于，还包括：氦气，其中，所述氩气的体积百分比为80.945％～99.980％，所述氮气的体积百分比为0.020％～0.055％...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆皓，孙旭临，李相洋，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31