【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及焊接，特别提供了一种电/磁场耦合辅助7000系铝合金激光-mig复合焊接方法。
技术介绍
1、7000系铝合金因其密度低、比强度高、耐腐蚀性能好被广泛应用于航空航天，轨道交通等行业。然而由于7000系铝合金独特的物理化学特性，如热导率大、热膨胀系数大、表面易形成氧化膜、固液态氢溶解度差异大、焊接过程中易形成低熔点共晶等，低沸点元素mg、zn烧损，易出现气孔、裂纹等缺陷，从而导致焊缝表面质量差，接头强度较低。
2、激光-mig复合焊接技术是将激光和电弧两种不同性质的热源组合起来的焊接技术，同时具有激光和电弧焊技术的优点，激光具有稳定电弧的作用，而电弧的加入不仅可以提高铝合金对激光的吸收率，还可以改善由于激光焊接速度过快导致的气孔和裂纹等问题。
3、电/磁辅助技术发展之初常用于金属铸造过程中，其作用已经得到证明，主要是通过控制电磁力的方向来影响液态金属的流动、传热和凝固过程，来消除铸造中所产生的缺陷。随着电/磁辅助技术的发展，研究人员将电磁技术应用到焊接当中，研究表明电/磁场的加入对焊接熔池流动行为、等离子体的运动具有显著影响，并且能够有效减少焊接气孔等缺陷，从而提高了焊接接头质量。如中国专利(cn103612019a)公开了一种磁力搅拌的co2激光-tig电弧复合焊接方法，有效细化晶粒，提高接头性能；中国专利(cn103612019a)公开了一种利用外加电场和磁场搅拌焊接熔池的激光填丝焊装置，能够在焊接熔池中形成较强的对流搅拌效果，使焊接熔池内元素成分扩散均匀。
4、本专利技术提出
技术实现思路
1、针对现有技术中7000系铝合金激光-电弧复合焊接焊缝表面成形质量差，焊缝内部气孔缺陷多，焊接接头强度低的问题，本专利技术提供一种电/磁场耦合辅助7000系铝合金激光-mig复合焊接方法。
2、本专利技术采用的具体方案为：一种电/磁场耦合辅助7000系铝合金激光-mig复合焊接方法，所述方法包括如下步骤：
3、(1)焊接试样前处理：对待焊7000系铝合金板将要焊接的表面及焊缝周围25mm区域进行打磨去除氧化膜，并且采用挥发性有机溶剂擦拭干净，再放进烘干设备中进行烘干；
4、(2)将步骤(1)的7000系铝合金板对接摆放，并通过压板固定，形成待焊接结构；
5、(3)在所述待焊接结构处设置垂直于焊缝的水平磁场和垂直于焊缝的纵向电场；
6、(4)采用激光-mig复合焊接工艺对所述待焊接结构进行焊接。激光-mig复合焊接时，激光在前，电弧在后，弧焊方式为直流反接。在焊接开始前，在工件焊缝两端设置引弧板，引弧板的材质与工件的材质一致，引弧板与焊缝为无坡口对接，在焊接开始时，从工件一侧的引弧板的起始端开始焊接，焊接至工件另一侧的引弧板的末端时结束焊接。
7、所述的电/磁场耦合辅助7000系铝合金激光-mig复合焊接方法，其中，步骤(1)中，所述的7000系铝合金包括7075、7005、7050、7475等。
8、所述的电/磁场耦合辅助7000系铝合金激光-mig复合焊接方法，其中，步骤(1)中，所述的7000系铝合金的厚度为1-6mm。
9、所述的电/磁场耦合辅助7000系铝合金激光-mig复合焊接方法，其中，步骤(1)中，所述的7000系铝合金的厚度在1-3mm时，不开坡口；厚度在4-6mm时，开坡口，坡口形状包括“i”形、“v”形、“y”形。
10、所述的电/磁场耦合辅助7000系铝合金激光-mig复合焊接方法，其中，步骤(1)中，所述的挥发性有机溶剂包括乙醇、丙酮。
11、所述的电/磁场耦合辅助7000系铝合金激光-mig复合焊接方法，其中，步骤(1)中，所述的烘干温度为60-80℃，烘干时间为20-40min。
12、所述的电/磁场耦合辅助7000系铝合金激光-mig复合焊接方法，其中，步骤(2)中，所述的对接间隙为0即两板完全对接，不留空隙的方式进行焊接。
13、所述的电/磁场耦合辅助7000系铝合金激光-mig复合焊接方法，其中，步骤(3)中，所述的垂直于焊缝的水平磁场由均匀分布在待焊铝合金焊缝两侧的铷磁铁相互作用产生。
14、所述的电/磁场耦合辅助7000系铝合金激光-mig复合焊接方法，其中，步骤(3)中，所述的垂直于焊缝的纵向电场由设置在待焊铝合金上方和下方的两块铜电极组成的电容器提供，且上方的铜电极开有一小孔以便于激光通过作用到母材表面。
15、所述的电/磁场耦合辅助7000系铝合金激光-mig复合焊接方法，其中，步骤(4)中，激光束在焊接过程中偏离中轴线约5-15°，mig焊枪与待焊铝合金板表面夹角为50-70°。
16、所述的电/磁场耦合辅助7000系铝合金激光-mig复合焊接方法，其中，步骤(4)中，焊接时，采用的焊丝为铝镁焊丝，包括er5356、er5083、er5556。
17、所述的电/磁场耦合辅助7000系铝合金激光-mig复合焊接方法，其中，步骤(4)中，焊接时，采用质量浓度不低于99.99％的高纯惰性气体进行保护，正面侧吹气流量为15～20l/min，背部保护气流量为10～15l/min。
18、本专利技术与现有技术相比的有益效果包括。
19、1.本专利技术通过在焊接过程中设置电/磁场，利用电/磁场与流动的导电熔池流体相互作用产生的洛伦磁力，对焊缝背面有支撑作用，能有效抑制7000系铝合金焊接表面塌陷。
20、2.本专利技术通过设置的电/磁场在焊接熔池中形成较强的对流搅拌效果，能有效细化晶粒，同时使得焊接熔池内的各种元素成分能够扩散均匀；在减少气孔和杂质方面也起到一定的改善作用，从而能有效提高焊接接头强度。
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1.一种电/磁场耦合辅助7000系铝合金激光-MIG复合焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的电/磁场耦合辅助7000系铝合金激光-MIG复合焊接方法，其特征在于：步骤(1)中，所述的7000系铝合金包括7075、7005、7050、7475等。
3.根据权利要求1所述的电/磁场耦合辅助7000系铝合金激光-MIG复合焊接方法，其特征在于：步骤(1)中，所述的7000系铝合金的厚度为1-6mm。
4.根据权利要求1所述的电/磁场耦合辅助7000系铝合金激光-MIG复合焊接方法，其特征在于：步骤(1)中，所述的7000系铝合金的厚度在1-3mm时，不开坡口；厚度在4-6mm时，开坡口，坡口形状包括“I”形、“V”形、“Y”形。
5.根据权利要求1所述的电/磁场耦合辅助7000系铝合金激光-MIG复合焊接方法，其特征在于：步骤(1)中，所述的挥发性有机溶剂包括乙醇、丙酮。
6.根据权利要求1所述的电/磁场耦合辅助7000系铝合金激光-MIG复合焊接方法，其特征在于：步骤(1)中，所述的烘干温度为60-
7.根据权利要求1所述的电/磁场耦合辅助7000系铝合金激光-MIG复合焊接方法，其特征在于：步骤(2)中，所述的对接间隙为0即两板完全对接，不留空隙的方式进行焊接。
8.根据权利要求1所述的电/磁场耦合辅助7000系铝合金激光-MIG复合焊接方法，其特征在于：步骤(3)中，所述的垂直于焊缝的水平磁场由均匀分布在待焊铝合金焊缝两侧的铷磁铁相互作用产生。
9.根据权利要求1所述的电/磁场耦合辅助7000系铝合金激光-MIG复合焊接方法，其特征在于：步骤(3)中，所述的垂直于焊缝的纵向电场由设置在待焊铝合金上方和下方的两块铜电极组成的电容器提供，且上方的铜电极开有一小孔以便于激光通过作用到母材表面。
10.根据权利要求1所述的电/磁场耦合辅助7000系铝合金激光-MIG复合焊接方法，其特征在于：步骤(4)中，激光束在焊接过程中偏离中轴线约5-15°，MIG焊枪与待焊铝合金板表面夹角为50-70°。
11.根据权利要求1所述的电/磁场耦合辅助7000系铝合金激光-MIG复合焊接方法，其特征在于：步骤(4)中，焊接时，采用的焊丝为铝镁焊丝，包括ER5356、ER5083、ER5556。
12.根据权利要求1所述的电/磁场耦合辅助7000系铝合金激光-MIG复合焊接方法，其特征在于：步骤(4)中，焊接时，采用质量浓度不低于99.99％的高纯惰性气体进行保护，正面侧吹气流量为15～20L/min，背部保护气流量为10～15L/min。
...【技术特征摘要】
1.一种电/磁场耦合辅助7000系铝合金激光-mig复合焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的电/磁场耦合辅助7000系铝合金激光-mig复合焊接方法，其特征在于：步骤(1)中，所述的7000系铝合金包括7075、7005、7050、7475等。
3.根据权利要求1所述的电/磁场耦合辅助7000系铝合金激光-mig复合焊接方法，其特征在于：步骤(1)中，所述的7000系铝合金的厚度为1-6mm。
4.根据权利要求1所述的电/磁场耦合辅助7000系铝合金激光-mig复合焊接方法，其特征在于：步骤(1)中，所述的7000系铝合金的厚度在1-3mm时，不开坡口；厚度在4-6mm时，开坡口，坡口形状包括“i”形、“v”形、“y”形。
5.根据权利要求1所述的电/磁场耦合辅助7000系铝合金激光-mig复合焊接方法，其特征在于：步骤(1)中，所述的挥发性有机溶剂包括乙醇、丙酮。
6.根据权利要求1所述的电/磁场耦合辅助7000系铝合金激光-mig复合焊接方法，其特征在于：步骤(1)中，所述的烘干温度为60-80℃，烘干时间为20-40min。
7.根据权利要求1所述的电/磁场耦合辅助7000系铝合金激光-mig复合焊接方法，其特征在于：步骤(2)中，所述的对接间隙为0即两...
【专利技术属性】
技术研发人员：马得胜，聂德键，黄和銮，陈国钦，黄文强，朱德智，郑健全，罗伟浩，
申请(专利权)人：广东兴发铝业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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