5xxx系铝合金板材的焊接方法技术

本发明专利技术提供了一种5xxx系铝合金板材的焊接方法。包括：获得具有圆弧形槽的垫板；对5xxx系铝合金板材进行化学清洗和机械清理，得到待焊接的铝合金板材；使两块待焊接的铝合金板材放置在圆弧形槽上并对接，形成对接线，对接线与圆弧形槽的中心线平行，且对接线与中心线形成的平面与垫板垂直。对5xxx系铝合金板材进行表面处理能够提高焊接质量，减少焊缝中的气孔。同时在具有圆弧形槽的垫板上进行焊接，能够提高铝合金板材的焊接程度，且托住熔池及附近的金属，降低塌陷风险，从而能够提高焊缝质量以及焊接接头的形貌，进而提高焊接性能。进而提高焊接性能。进而提高焊接性能。

【技术实现步骤摘要】
5xxx系铝合金板材的焊接方法


[0001]本专利技术涉及5xxx系铝合金板材制备领域，具体而言，涉及一种5xxx系铝合金板材的焊接方法。

技术介绍

[0002]铝合金由于具有高比强度、高比刚度、耐腐蚀以及可循环利用等多种优点，在汽车工业中得到了广泛应用，尤其在汽车板中，铝合金的应用更是得到了快速的发展。
[0003]汽车用铝合金板材主要牌号为5xxx系，在对5xxx系铝合金板焊接时，影响焊接质量和焊接性能的因素主要来自两个方面：一是铝合金板的表面处理方法，二是焊接工艺方法。
[0004]铝合金的化学活性很强，表面极易产生致密的氧化膜。氧化膜具有高的电阻率，在焊接时需要输入很大的焊接电流以形成合格的熔合，但是电流密度过大会导致工件瞬时熔化，造成飞溅，影响焊点的质量。另外，在进行铝合金汽车板的加工过程中，铝合金板的表面会附着大量的油污，油污为三甘油脂肪酸酯，其化学式为：C6H5O6(C
18
H
37
NO3)3。由于上述油污含有大量的氢元素，在焊接过程中会发生化学反应并生成大量的氢气，造成气孔的产生，从而影响焊接质量，降低焊接接头处的力学性能。因此在进行铝合金板焊接之前，需要对铝合金板表面进行处理，清除掉铝合金板表面的油污和氧化膜。
[0005]在焊接过程中，焊接工艺对焊接质量以及焊接性能影响至关重要，焊接工艺包括对焊接工艺参数的设定、保护气体流量的控制、垫板的材质以及圆弧槽结构设计等，焊接工艺的控制决定了焊接质量的好坏，焊接接头断面形态的好坏，进而影响焊接的性能。现有技术（CN 204430547 U）提供了一种用于板材无缝焊接的垫板结构。另一篇现有技术（CN 109623108 A）双面双弧熔化极气体保护焊的方法对铝合金板材间的待焊接位置进行焊接。但是上述两种方法在应用过程中存在因塌陷导致焊接质量不高的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的在于提供一种5xxx系铝合金板材的焊接方法，以解决采用现有工艺对5xxx系铝合金板材进行焊接时存在焊接质量不高的问题。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种5xxx系铝合金板材的焊接方法，5xxx系铝合金板材的焊接方法包括：获得具有圆弧形槽的垫板；对5xxx系铝合金板材进行化学清洗和机械清理，得到待焊接的铝合金板材；使两块待焊接的铝合金板材放置在圆弧形槽上并对接，形成对接线，对接线与圆弧形槽的中心线平行，且对接线与中心线形成的平面与垫板垂直，然后在对接线的位置进行焊接。
[0008]进一步地，5xxx系铝合金板材的焊接方法还包括：在焊接过程中通入保护气体，同时对经焊接过程完毕后获得的产品进行力学性能检测和接头组织分析测试；优选地，保护气体为氩气；优选地，保护气体的流量为18～25L/min。
[0009]进一步地，制备垫板的材料的导热系数小于5xxx系铝合金板材；优选地，制备垫板
的材料选自钢和/或陶瓷。
[0010]进一步地，5xxx系铝合金板材的焊接方法包括：将固定装置置于5xxx系铝合金板材的上方，用于阻止5xxx系铝合金板材移动；优选地，固定装置的靠近对接线的侧面为斜坡面，且固定装置中，斜坡面的倾角不大于90
°
。
[0011]进一步地，在进行化学清洗和机械清理之前，5xxx系铝合金板材的焊接方法还包括：对5xxx系铝合金板材的待焊侧进行平整度校正处理。
[0012]进一步地，垫板和固定装置的长度均不小于5xxx系铝合金板材的长度，且垫板的宽度不小于5xxx系铝合金板材的宽度的两倍。
[0013]进一步地，焊接过程中，焊接装置的焊接部的中心线、对接线以及圆弧形槽的中心线均处于同一平面中。
[0014]进一步地，圆弧形槽的圆弧半径为5～8mm，槽宽为5～7mm，圆弧形槽的两侧的圆角半径为0.5～1mm。
[0015]进一步地，化学清洗和机械清理的过程包括：采用脱脂剂对5xxx系铝合金板材进行第一表面处理，得到初级处理板材；分别采用碱溶液和酸溶液对初级处理板材进行第二表面处理，得到二级处理板材；对二级处理板材的焊接面进行机械清理，得到待焊接的铝合金板；优选地，第一表面处理和第二表面处理的处理温度分别独立地选自45～55℃。
[0016]进一步地，焊接过程中，使焊接电流I、焊接电压U以及焊接速度ν满足以下关系：，式中，Q为焊接热输入，是熔焊时由焊接能源输入给单位长度焊缝上的热能，η为热效率系数。
[0017]应用本专利技术的技术方案，对5xxx系铝合金板材进行表面处理能够提高焊接质量，减少焊缝中的气孔。同时在具有圆弧形槽的垫板上进行焊接，能够提高铝合金板材的焊接程度，且托住熔池及附近的金属，降低塌陷风险，从而能够提高焊缝质量以及焊接接头的形貌，进而提高焊接性能。
附图说明
[0018]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本申请实施例1提供的MIG焊接示意图；图2为本申请实施例1提供的MIG焊接左视图；图3为本申请实施例1提供的MIG焊接主视图；图4为本申请实施例1提供的垫板断面图；图5为本申请实施例1提供的铝合金焊接电流焊接程序功能图；图6为本申请实施例1中焊接拉伸试样尺寸；图7为本专利技术实施例1中焊接接头断面组织金相图；图8为本专利技术实施例2中焊接接头断面组织金相图；图9为本专利技术实施例3中焊接接头断面组织金相图；图10为本专利技术实施例4中焊接接头断面组织金相图；图11为本专利技术提供的实施例5中焊接接头断面组织金相图；图12为本专利技术提供的实施例6中焊接接头断面组织金相图；
图13为本专利技术提供的对比例1中焊接接头断面组织金相图；图14为本专利技术提供的对比例2中焊接接头断面组织金相图。
[0019]其中，上述附图包括以下附图标记：10、垫板；11、圆弧形槽；R、圆弧半径；r、圆弧两侧倒圆角半径；W、圆弧宽度；T、垫板厚度；20、5xxx系铝合金板材；30、固定装置；31、斜边；40、焊枪；41、焊枪喷嘴；42、焊枪筒；50、焊丝。
具体实施方式
[0020]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本专利技术。
[0021]正如
技术介绍
所描述的，采用现有工艺对5xxx系铝合金板材进行焊接时存在焊接质量不高的问题。为了解决上述技术问题，本申请提供了一种5xxx系铝合金板材的焊接方法，该5xxx系铝合金板材的焊接方法包括：获得具有圆弧形槽11的垫板10；对5xxx系铝合金板材20进行化学清洗和机械清理，得到待焊接的铝合金板材；使两块待焊接的铝合金板材放置在圆弧形槽11上并对接，形成对接线，对接线与圆弧形槽11的中心线平行，且对接线与中心线形成的平面与垫板10垂直，然后在对接线的位置进行焊接。
[0022]对5xxx系铝合金板材20进行表面处理能够提高焊接质量，减少焊缝中的气孔。同时在具有圆弧形槽11本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种5xxx系铝合金板材的焊接方法，其特征在于，所述5xxx系铝合金板材的焊接方法包括：获得具有圆弧形槽的垫板；对所述5xxx系铝合金板材进行化学清洗和机械清理，得到待焊接的铝合金板材；使两块所述待焊接的铝合金板材放置在所述圆弧形槽上并对接，形成对接线，所述对接线与所述圆弧形槽的中心线平行，且所述对接线与所述中心线形成的平面与所述垫板垂直，然后在所述对接线的位置进行焊接。2.根据权利要求1所述的5xxx系铝合金板材的焊接方法，其特征在于，所述5xxx系铝合金板材的焊接方法还包括：在所述焊接过程中通入保护气体，同时对经所述焊接完毕后获得的产品进行力学性能检测和接头组织分析测试；所述保护气体为氩气；所述保护气体的流量为18～25L/min。3.根据权利要求1所述的5xxx系铝合金板材的焊接方法，其特征在于，制备所述垫板的材料的导热系数小于所述5xxx系铝合金板材；制备所述垫板的材料选自钢和/或陶瓷。4.根据权利要求1至3中任一项所述的5xxx系铝合金板材的焊接方法，其特征在于，所述5xxx系铝合金板材的焊接方法包括：将固定装置置于所述5xxx系铝合金板材的上方，用于阻止所述5xxx系铝合金板材移动；所述固定装置的靠近所述对接线的侧面为斜坡面，且所述固定装置中，所述斜坡面的倾角不大于90
°
。5.根据权利要求4所述的5xxx系铝合金板材的焊接方法，其特征在于，在进行所述化学清洗和所述机械清理之前，所述5xxx系铝合...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐志强，任思蒙，李英东，宋小雨，赵丕植，王国军，温志先，毛晓东，胡国强，刘庆永，黄鸣东，王庆波，
申请(专利权)人：中铝材料应用研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：