一种减少电磁脉冲焊接时粒子流冲击金属表面凹坑的方法技术

本发明专利技术应用于焊接领域，具体公开一种在金属板焊接面的粒子滞留区设置防护层，减少粒子冲击金属板表面造成凹坑的方法。根据电磁脉冲焊接产生金属粒子流运动规律及分布特征，首先在金属板待焊接面确定粒子滞留区范围，然后在该区域添加绝缘防护层，例如，采用粘贴PVC绝缘胶带和涂刷SiO2绝缘胶作为防护层，将金属板焊接区域中心置于线圈中梁中心正上方，进行搭接焊接。焊接时，碰撞点的金属相互挤压变形，甚至破裂、脱离母材、并沿着焊接方向高速运动，焊接结束后，粒子流滞落在焊缝外侧金属表面，因此，在粒子滞留位置设置防护层，减少粒子冲击金属板表面造成撞击凹坑、粒子流粘连等缺陷，这有效提高了金属电磁脉冲焊接接头质量和延长焊件的使用寿命。件的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种减少电磁脉冲焊接时粒子流冲击金属表面凹坑的方法

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[0001]本专利技术属于应用焊接
，具体涉及在金属板待焊接面的粒子滞留区域设置防护层，减少粒子冲击金属板造成凹坑的方法。

技术介绍
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[0002]目前，针对提高金属电磁脉冲焊接质量的研究主要集中在焊接工艺优化，例如，线圈设计、不同焊接能量、不同搭接间隙以及改变碰撞角度等方法；由于电磁脉冲焊接时间短，焊接过程复杂，还较少关于复板高速冲击基板产生金属粒子射流分布规律的相关研究，大都关注减少界面金属间化合物，提高接头性能的研究。因此，为减少高速运动的金属粒子冲击金属板表面造成凹坑，本专利通过在金属板焊接面的粒子滞留区设置防护层，减少粒子冲击金属板表面造成凹坑、粒子粘连等凹坑的方法，提高焊接接头质量。

技术实现思路
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[0003]鉴于目前技术存在的不足，本专利技术提供一种减少粒子冲击金属板表面造成凹坑、粒子粘连等凹坑的方法，该方法在金属板焊接面的粒子滞留区设置防护层，不仅可以减少粒子冲击金属板表面造成凹坑和粒子粘连等缺陷，而且焊接结束，可除掉防护层揭，维持原有焊接结构又能减少接头污染，这有助于提高金属电磁脉冲焊接接头质量和延长使用寿命。
[0004]本次专利技术采用以下技术方案实现在金属板焊接面的粒子滞留区设置防护层，减少粒子冲击金属板表面造成凹坑、粒子粘连等凹坑的方法，包括两个平板件，利用导电性与塑性相对较好的金属板作为驱动板，另一块金属板作为基板，以搭接形式完成焊接。焊前，使用无水乙醇将金属板待焊接表面清洗干净，在金属板待焊接面的粒子滞留区域粘贴0.2～0.8mm厚PVC绝缘胶带，然后，在胶带表面涂刷一层0.1～0.2mm厚的绝缘胶SiO2作为防护层，待凝固后进行焊接；驱动板中心放置于线圈中梁中心正上方，将另一块金属平板作为基板，以搭接的方式进行焊接，并调整两平板搭接间隙，保证两板待焊接区的中心对准线圈中梁；焊接过程中飞溅的粒子冲击金属板，由于缘胶带与绝缘胶的防护，所以不会对金属板造成撞击凹坑，粒子粘连等问题，提高焊接接头质量延长使用寿命。
[0005]进一步地，具体实施步骤(1)首先，将未设置防护层的焊件沿着焊缝剥离，然后，测量金属粒子滞留平板表面区域的大小。(2)步骤(1)确定粒子滞留区域后，焊前，使用无水乙醇清洗金属板待焊面，并划出粒子流在平板表面的滞留区域，将0.2～0.8mm厚PVC绝缘胶带作为防护层，平整的粘贴在粒子滞留区域。(3)步骤(2)在粘贴的绝缘胶带表面涂刷一层绝缘胶SiO2作为第二道防护层。(4)将导电性与塑性较好的金属板作为驱动板，另一块作为基板，调整两板间隙，
两板待焊接区域的中心对准线圈中梁，以搭接的方式进行焊接。(5)调节设备，设置与未加防护层的检测焊件相同焊接参数，如放电电压、放电频率及搭接间隙等，保证放电产生相同分布规律的电磁力驱动金属板高速撞击基板完成焊接。(6)焊接结束，揭除粘贴在粒子滞留区域的绝缘胶带。
[0006]进一步具体，步骤(1)将未设置防护层的焊件沿着焊接方向拉伸，然后，在焊接结束位置，测量金属粒子滞留金属板表面的宽度为0.3～3.0mm。
[0007]进一步具体，步骤(2)焊前在金属板待焊接表面划定粒子滞留区域0.3～3.0mm后，将0.2～0.8mm厚的PVC绝缘胶带裁剪与粒子滞留区域尺寸一致，粘贴在该区域，并保持表面光滑平整。
[0008]进一步具体，步骤(3)在粘贴的胶带上涂刷一层0.1～0.2mm厚的SiO2绝缘胶，等待凝固后保持表面平整光滑。
[0009]进一步具体，步骤(4)与(5)设置与未加防护层的检测焊件相同焊接参数，两金属板待焊接面相对，搭接间隙1.0～3.0mm，搭接长度40～50mm，电压10～16KV，频率14～18KHZ等进行焊接。
[0010]进一步具体，步骤(6)焊接完成后，将粘贴在粒子滞留区域的绝缘胶带直接揭除，要将防护层全部清理干净。
[0011]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果。(1)本专利技术提供一种减少电磁脉冲焊接时粒子流冲击金属表面凹坑的方法，在金属板焊接面的粒子滞留区设置绝缘防护层，使用PVC胶带粘贴具有一定稳定性，在焊接过程中不会发生移动或者脱落现象；粘贴位置是非焊缝位置，不会影响焊接；焊接结束后可以揭除PVC胶带，在保持焊件原有焊接结构的前提下，又保证该区域干净无污染。(2)本专利技术提供一种减少电磁脉冲焊接时粒子流冲击金属表面凹坑的方法，粘贴的PVC胶带与SiO2胶都是绝缘物质，不会影响焊接过程中电磁能的变化，保证电磁能量不会产生其他消耗，提高能量使用率。(3)本专利技术提供一种减少电磁脉冲焊接时粒子流冲击金属表面凹坑的方法，在金属粒子滞留位置设置防护层后，减少粒子冲击金属板表面造成撞击凹坑、粒子流粘连等缺陷，这有效提高了金属电磁脉冲焊接接头质量和延长焊件的使用寿命。
附图说明：
[0012]图1
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设置绝缘防护层的金属板电磁脉冲焊接示意图。
[0013]图2
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设置绝缘防护层的金属电磁脉冲焊接的粒子滞留示意图
[0014]图3
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未设置防护层的铝/钢断口宏观形貌
[0015]图4
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未设置防护层的铝/钢焊缝前沿粒子滞留范围与微观形貌
[0016]图5
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未设置防护层的铝/铜断口宏观形貌
[0017]图6
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未设置防护层的铝/铜焊缝前沿粒子滞留范围与微观形貌
具体实施方式：
[0018]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明
[0019]本专利技术通过焊接前在金属板待焊接面的粒子滞留区域设置防护层，减少粒子冲击金属板造成凹坑的方法，焊接示意图如图1所示，将驱动金属板2放置在焊接线圈1中梁中心正上方，绝缘防护层3粘贴在金属板焊接面的粒子滞留区，使用绝缘垫块4调整搭接间隙5，将基板6以搭接方式放置于上方，使用绝缘压板7将整个焊接平台固定住；调节设备释放电流通过线圈8激发磁场，电磁力驱动金属板撞击基板实现金属冶金结合完成焊接。
[0020]焊前，在金属板待焊接面的粒子滞留区域设置防护层如图2(a)示意图，驱动板在瞬态磁场中受到超强电磁力发生塑性变形，并以高速高压状态下撞击基板；碰撞点的金属相互挤压变形，甚至破裂、脱离母材、并向平板外侧沿着焊接方向高速运动，随着焊接结束，高速粒子流滞落焊缝结束位置外侧金属表面如图2(b)示意图；由于粒子流具有一定冲击能量，直接撞击到金属板上容易造成撞击凹坑、粒子流粘连等缺陷；若在金属板的粒子滞留区域添加绝缘防护层，使飞溅的金属粒子流撞击在防护层上如图2(c)，减少粒子冲击金属板表面造成撞击凹坑、粒子流粘连等缺陷，这有效提高了金属电磁脉冲焊接接头质量和延长焊件的使用寿命。
[0021]本专利技术根据金属材料特性与尺寸调整焊接参数，接通电源释放电流激发瞬态磁场，驱动板在瞬态磁场中受到电磁力，产生变形同时向上移动，高速高压状态下撞击基板，短时间内实现金属冶金结合完成焊接。具体为，将驱动金属板放置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.在金属板焊接面的粒子滞留区设置防护层，减少粒子冲击金属板表面造成凹坑、粒子粘连等凹坑的方法；其特征主要在于，先在金属板待焊接面的粒子滞留区覆盖一层绝缘材料作为防护，例如，粘贴0.2～0.8mm厚的PVC绝缘胶带，然后，在胶带表面涂刷0.1～0.2mm厚的SiO2绝缘胶作为防护层，并将两块金属板焊接区域中心置于线圈中梁中心正上方，再进行焊接，结束后揭除防护层。2.根据权利要求1中所述在金属板焊接面的粒子滞留区设置防护层，减少粒子冲击金属板造成凹坑的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：(1)首先将未设置防护层的焊件沿着焊缝剥离，然后，测量金属粒滞留平板表面的区域的大小。(2)根据步骤(1)确定粒子滞留区域后，焊前，使用无水乙醇清洗金属板待焊面，并划出粒子流在平板表面的滞留区域，将0.2～0.8mm厚PVC绝缘胶带作为防护层粘贴在粒子滞留平板表面的区域。(3)根据步骤(2)粘贴绝缘胶带后，在粘贴的绝缘胶带表面涂刷一层0.1～0.2mm厚易凝固的绝缘胶SiO2作为第二道防护层。(4)利用导电性与塑性相对较好的金属板作为驱动板，并将待焊板中心放置于线圈中梁中心正上方，将另一块金属平板作为基板，以搭接的方式进行焊接，并调整两平板搭接间隙，保证两板焊接区的中心对准线圈中梁。(5)设置与未加防护层的检测焊件相同焊接参数，如放电电压、放电频率及搭接间隙，保证放电产生相同分布规律的电磁力驱动金属板高速撞击基板完成焊接。(6)焊接结束，揭除粘贴在粒子滞留区域的绝缘胶带。3.根据权利要求1或者2中所述的在金属板焊接面的粒子滞留区设置防护层，减少粒子冲击金属板表面造成凹坑的方法，其特征在于步骤(1)首先将未设置防护层的焊件沿着焊接方向拉伸，然后，在焊接结束位置，测量金属粒子滞留金属板表面的宽度为0.3...

【专利技术属性】
技术研发人员：迟露鑫，张玉虎，韩佳良，顾凌翔，覃全，黄岩，刘家乐，郑旭明，
申请(专利权)人：重庆理工大学，
类型：发明
国别省市：