硬质合金与钢的MIG自动焊的焊接方法技术

本发明专利技术公开了一种硬质合金与钢的MIG自动焊的焊接方法，首先分别去除被焊材料的焊接面的表面油污和氧化膜层；其中，被焊材料为硬质合金以及钢，被焊材料的厚度范围为2-6mm,被焊材料的厚度相同；接着将硬质合金以及钢分别固定在机器人变位机的工作台上，硬质合金的焊接面与钢的焊接面之间的间隙在1mm以内；然后，打开保护气体，调节保护气流量，气体流量为15-25L/min，保护气体为氩气或氦气；将焊枪移动至被焊材料的焊接面上方开始自动焊接，最后进行焊后检验。这样，可有效解决现有技术中存在的生产率低、焊接接头容易产生裂纹等问题，提高硬质合金与钢之间的结合力，提高硬质合金焊接的自动化水平，改善硬质合金焊接接头的强韧性，达到强度和韧性的一体化。

Welding method for automatic welding of carbide and steel by MIG

The invention discloses a method for welding MIG welding hard alloy and steel, are first removed materials welding surface grease and oxide film; among them, the welding materials for hard alloy and steel by welding, the thickness of the material is in the range of 2-6mm, the welding materials and the thickness of the same; then work Taiwan hard alloy and steel are respectively fixed on the robot positioner, between the welding surface and steel welding surface of hard alloy gap within 1mm; then, open the protective gas, regulating protection gas flow rate, gas flow rate of 15-25L/min, the protective gas is argon or helium gas; will move to the surface by welding torch welding the starting material automatic welding, and welding inspection. In this way, can effectively solve the problems in the prior art of low productivity, easy to crack problems of welded joints, improve the bonding force between the cemented carbide and steel, improve the automation level of the hard alloy welding, welding joint toughness improvement of hard alloy, achieve the integration of strength and toughness.

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种硬质合金与钢的MIG自动焊的焊接方法，首先分别去除被焊材料的焊接面的表面油污和氧化膜层；其中，被焊材料为硬质合金以及钢，被焊材料的厚度范围为2-6mm,被焊材料的厚度相同；接着将硬质合金以及钢分别固定在机器人变位机的工作台上，硬质合金的焊接面与钢的焊接面之间的间隙在1mm以内；然后，打开保护气体，调节保护气流量，气体流量为15-25L/min，保护气体为氩气或氦气；将焊枪移动至被焊材料的焊接面上方开始自动焊接，最后进行焊后检验。这样，可有效解决现有技术中存在的生产率低、焊接接头容易产生裂纹等问题，提高硬质合金与钢之间的结合力，提高硬质合金焊接的自动化水平，改善硬质合金焊接接头的强韧性，达到强度和韧性的一体化。【专利说明】硬质合金与钢的MIG自动焊的焊接方法
本专利技术涉及硬质合金连接
，更具体地说，是涉及一种硬质合金与钢的MIG自动焊的焊接方法。
技术介绍
硬质合金的碳化物含量通常在70_97wt%之间，平均晶粒尺寸在0.2 μ m-20 μ m(市场产品)之间，其中WC-Co系硬质合金较为常见，常用于工具刃具、油气运输工装设备的制备等。通常以整体硬质合金、碳化钨涂层、厚板连接件、薄板连接件的形式应用；综合利用了硬质合金的强韧性、碳化物涂层的硬度、不锈钢/碳钢/因瓦合金等钢结构，可满足结构中某些部位耐高温、耐热、耐腐蚀等实际需求。为了满足实际工业需求，在连接硬质合金与钢的各种方法中，采用烧结方法是常见的解决方案，如Prakash K Mirchandani, Morris EChandler, Eric W Olsen等专利技术的Cemented Carbide - Metallic Alloy (US20090293672A1，2009.12.3)。然而，烧结工艺对产品尺寸有一定的限制；对设备有严格的要求；而且在烧结件与基体之间的二次焊接过程中结合界面会出现裂纹。也就是说，虽然烧结方法可以较容易地解决硬质合金和钢的结合问题，但自动化程度低，限制了工业化生产，而且在烧结件与其他钢结构连接过程中也存在很大的裂纹倾向。为了解决这些问题,提出了很多实用技术,如A Costa, R M Miranda, L.Quintino提出了 一种激光焊的自动化焊接技术！Materials Behavior in Laser Welding ofHardmetals to Steel, Materials and Manufacturing Processes, 2006, 21(5), 459-465.利用激光焊方法用于硬质合金与钢的连接解决了硬质合金与钢的连接依赖炉中加热和尺寸的限制问题，使硬质合金和钢的连接生产进入到工业化自动化阶段提供了可能，提出了从控制热输入和激光作用位置来控制焊缝质量的方法，有效地抑制界面反应、提高焊缝强度，但是，由于硬质合金与钢较大的热胀系数差异以及焊接过程没有一定的缓冲材料中间层，接头硬质合金一侧热影响区的碳化钨常发生大面积溶解，降低了硬质合金原有的性能。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的是提供一种硬质合金与钢的MIG自动焊的焊接方法。为达到上述目的，本专利技术采用如下的技术方案:—种硬质合金与钢的MIG自动焊的焊接方法，该焊接方法的具体步骤为:A.表面处理步骤，即分别去除被焊材料的焊接面的表面油污和氧化膜层；其中，被焊材料为硬质合金以及钢，被焊材料的厚度相同；B.将硬质合金以及钢分别固定在机器人变位机的工作台上，硬质合金的焊接面与钢的焊接面之间的间隙在Imm以内；C.打开保护气体，调节保护气流量，气体流量为15-25L/每分钟，保护气体为氩气或氦气；D.将焊枪移动至被焊材料的焊接面上方开始自动焊接，焊接材料采用直径为1.2mm的纯镍焊丝；当所述硬质合金的厚度以及钢的厚度均为X,且2mm≤X < 3mm时，硬质合金的焊接面以及钢的焊接面均不开坡口；或者硬质合金的焊接面开20°至40°坡口，钢的焊接面不开坡口 ；所述焊接电流为90-120A，焊接电压为18-20V，焊接速度为40-45cm/每分钟，焊丝的送丝速度为2-2.5m/每分钟；或者,所述硬质合金的厚度以及钢的厚度均为X,且3mm≤X < 5mm时，所述硬质合金的焊接面以及钢的焊接面开设对称的坡口，所述坡口的角度范围为20°至40° ;所述焊接电流为120-160A，焊接电压为20-24V，焊接速度为35-40cm/每分钟，焊丝的送丝速度为3.0-3.7m/每分钟。又或者，所述硬质合金的厚度以及钢的厚度均为X，且5mm≤X≤6mm时，所述硬质合金的焊接面以及钢的焊接面开设对称的坡口，所述坡口的角度范围为20°至40° ;所述焊接电流为120-180A，焊接电压为22-24V，焊接速度为35_40cm/每分钟，焊丝的送丝速度为3.0-3.7m/每分钟。E.焊接结束后，进彳T焊后检验。所述步骤A进一步包括以下步骤；在被焊材料的焊接面的表面去除油污和氧化膜层后，将预制纳米镍粉中间层涂在焊接面上。所述硬质合金为WC-Co系硬质合金，粘结相为钴,硬质相为微米级碳化钨,碳化钨的成分范围为70-97wt%。所述硬质合金其成分为碳化鹤92wt%、钴8wt%。所述钢包括普通碳钢、不锈钢、因瓦合金以及可伐合金。所述硬质合金的厚度以及钢的厚度均为X,且5_ ^ X ^ 6mm时,所述硬质合金的底面上以及钢的底面上均设有高度相等的钝边，所述钝边的高度范围为0-lmm。与现有技术相比，采用本专利技术在一种硬质合金与钢的MIG自动焊的焊接方法，利用纯镍作为填充材料，减小由于硬质合金与钢热胀系数等物理化学性能差异过大而引起的裂纹等缺陷。这样，不仅有效解决现有技术中存在的生产率低、焊接接头容易产生裂纹等问题，而且还有效提高硬质合金与钢之间的结合力，提高硬质合金焊接的自动化水平，改善硬质合金焊接接头的强韧性，达到强度和韧性的一体化，本专利技术的焊接方法可以广泛用于硬质合金的加工。【专利附图】【附图说明】图1为实现本专利技术的硬质合金机器人MIG自动化焊接结构示意图；图2为图1中的硬质合金21以及钢22的放大示意图；图3为表1中的A-1焊接条件下的正面焊缝成形示意图；图4为表1中的A-1焊接条件下的背面焊缝成形示意图；图5为表1中的A-2焊接条件下的正面焊缝成形示意图；图6为表1中的A-2焊接条件下的背面焊缝成形示意图；图7为表1中的B-1焊接条件下的正面焊缝成形示意图；图8为表1中的B-1焊接条件下的背面焊缝成形示意图；图9为表1中的B-2焊接条件下的正面焊缝成形示意图；图10为表1中的B-2焊接条件下的背面焊缝成形示意图； 图11为表1中的C-1焊接条件下的正面焊缝成形示意图； 图12为表1中的C-1焊接条件下的背面焊缝成形示意图。 【具体实施方式】下面结合附图以及实施例进一步说明本专利技术的技术方案。如图1、图2所示的硬质合金机器人MIG自动化焊接示意图，焊接机器人11与焊机12相连接，实现数据同步，将被焊材料按照要求切割并进行焊前处理后按照装配要求(被焊材料之间可以留O-1mm的间隙以便于成形)固定在机器人变位机13上；由焊接机器人11附带的送丝机构14完成焊丝15的填送；焊机12向机器人中输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硬质合金与钢的MIG自动焊的焊接方法，其特征在于：该焊接方法的具体步骤为：A.表面处理步骤，即分别去除被焊材料的焊接面的表面油污和氧化膜层；其中，被焊材料为硬质合金以及钢，被焊材料的厚度相同；B.将硬质合金以及钢分别固定在机器人变位机的工作台上，硬质合金的焊接面与钢的焊接面之间的间隙在1mm以内；C.打开保护气体，调节保护气流量，气体流量为15?25L/每分钟，保护气体为氩气或氦气；D.将焊枪移动至被焊材料的焊接面上方开始自动焊接，焊接材料采用直径为1.2mm的纯镍焊丝；当所述硬质合金的厚度以及钢的厚度均为x，且2mm≤x＜3mm时,硬质合金的焊接面以及钢的焊接面均不开坡口；或者硬质合金的焊接面开20°至40°坡口，钢的焊接面不开坡口；所述焊接电流为90?120A，焊接电压为18?20V，焊接速度为40?45cm/每分钟，焊丝的送丝速度为2?2.5m/每分钟；或者，所述硬质合金的厚度以及钢的厚度均为x，且3mm≤x＜5mm时,所述硬质合金的焊接面以及钢的焊接面开设对称的坡口，所述坡口的角度范围为20°至40°；所述焊接电流为120?160A，焊接电压为20?24V，焊接速度为35?40cm/每分钟，焊丝的送丝速度为3.0?3.7m/每分钟。又或者，所述硬质合金的厚度以及钢的厚度均为x，且5mm≤x≤6mm时,所述硬质合金的焊接面以及钢的焊接面开设对称的坡口，所述坡口的角度范围为20°至40°；所述焊接电流为120?180A，焊接电压为22?24V，焊接速度为35?40cm/每分钟，焊丝的送丝速度为3.0?3.7m/每分钟。E.焊接结束后，进行焊后检验。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁，徐培全，王臻杰，蒋天颖，张宏鹏，徐振，曹晓莲，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：发明
国别省市：