精密脉冲冷焊技术：提高焊接精度的新方法

2023-06-28 理论教育版权反馈

【摘要】：通过对采用精密脉冲冷焊修复接头的显微组织进行分析可以看出，焊缝、热影响区和母材组织致密、过渡均匀，焊缝为冶金结合，由于修复过程中热输入量得到了精确的控制，焊缝的热影响区很窄，最大位置约为0.48mm。热影响区的宽度决定着变形量的大小，精密脉冲冷焊工艺对母材的影响较小，焊接的残余应力可以忽略不计。

精密脉冲冷焊技术是一种高精密补焊修复技术，在进行补焊修复时具有精度高、变形小等特点，操作简单灵活，适用于不同部位的补焊。在补焊过程中电流、时间得到精确的控制，输入的能量仅够用于焊丝与焊件之间，从而使焊件表面受热降至最低，热影响区小，无变形和塌边，焊机的起弧电流、时间都比通用的氩弧焊降低数倍，克服了补焊过程中对铸钢件的冲击，特别适用于铸钢件精加工后的点状缺陷和表面划伤、磕碰及加工失误等缺陷的修复。

1.精密脉冲冷焊工艺特点

精密脉冲冷焊的工作原理是将电源储存的高能量在瞬间高频释放，在母材表面产生瞬间高温、高压区，离子态的电极材料在微电场作用下熔渗到母材的基体，形成冶金结合。在焊接修复过程中，焊机的输出电流、时间能够精确控制，可焊接小而精密的几何区，最细焊丝可用至0.1～0.2mm，在铸钢件修复时常用直径1.2mm的焊丝，因此修复精度高、变形小，特别适合对精加工铸钢件小缺陷进行修复。

2.冷焊修复的主要焊接参数及要求

1）焊前铸钢件热处理状态是正火+回火或调质处理。

2）焊接参数：时间为100～150ms，电流为100～150A。

3）由于精加工件的修复，不允许进行后期热处理。

4）在焊接材料选择原则上要考虑多方面因素，一方面为了保证焊缝的抗裂能力，要遵循等强度或低强匹配的原则，同时还要考虑到铸钢件产品的耐蚀性、耐高温及耐磨性等使用特性。

3.修复质量考核指标

对于修复的质量考核指标主要有修复层组织致密度、修复层与母材冶金结合性及熔合效果和抗拉强度、外观颜色匹配度等。

通过对采用精密脉冲冷焊修复接头的显微组织进行分析可以看出，焊缝、热影响区和母材组织致密、过渡均匀，焊缝为冶金结合，由于修复过程中热输入量得到了精确的控制，焊缝的热影响区很窄，最大位置约为0.48mm。热影响区的宽度决定着变形量的大小，精密脉冲冷焊工艺对母材的影响较小，焊接的残余应力可以忽略不计。

4.冷焊修复需遵循的工艺原则

1）用砂纸、钢丝刷等清除铸钢件坡口表面的氧化物及锈蚀。

2）用丙酮溶液清洗坡口表面。

3）根据电极规格和修复坡口大小调整好输出电流、输出时间。