焊接Ti材的电弧焊方法有,TIG焊接法(钨极惰性气体保护电弧焊)、MIG焊接法(熔化极惰性气体保护焊)和等离子焊接法。其中TIG焊接法是一般最常用的方法。但是其缺点是生产效率低。于是,大同公司立足于确保生产效率高的Ti材MIG焊接法,开发出适用于该焊接法的焊丝。
对原有的Ti材焊丝课题进行了研究,利用在焊丝表面形成氧的富集层,并适当调整焊丝抗拉强度的方法,开发出了适用于MIG焊接的Ti材焊丝“G-coat”。
新开发焊丝的送丝负荷小于传统焊丝,焊丝喂送可以稳定进行。此外,由于新开发焊丝本身的抗拉强度提高,焊丝的纵向弯曲现象也消失了。
与传统焊丝相比,新开发焊丝可获得定向的稳定电弧。而且,新开发焊丝在一个脉冲内熔滴完全脱离,而传统焊丝几乎所有的熔滴都要多次脉冲(2~10次)才能不连续地脱离,从而导致熔滴长大。
由于上述问题的解决,使用新开发焊丝可获得良好的窄焊道。焊接接头的力学性能良好,与TIG焊接材料相当。由于新开发焊丝良好的输送性能,使得这种焊丝可用于喂丝路径严格,动作复杂的机器人焊接,并且,在各种焊接方位下都能获得良好的焊道。此外,对于4mm以上的厚板焊接,角焊缝等可在一个脉冲下完成,大大缩短焊接时间,因此,新开发焊丝的用途可望进一步扩大。
在汽车和半导体产业顺利发展的带动下,出现了应用不断增加的激光焊接与电弧焊组合的混合焊接方法,可以预期,新开发焊丝由于进一步提高了焊接速度,将会在混合焊接方法中得到应用。
焊接·接合技术有很多种类。按焊接·接合时生成的相进行分类时,可分为熔融接合法、液相-固相反应接合法和固相接合法三大类。每种方法又可以进一步分类为更多的方法。此外,焊接·接合技术还与各种焊接·接合设备、模拟技术和检查技术有密切关系。
液相-固相反应接合工艺有钎焊和液相扩散接合。固相接合工艺有摩擦压接、摩擦搅拌接合、常温压接、锻接、爆炸压接和超声波压接等方法。本节对液相扩散接合和近年来应用不断扩大的摩擦搅拌接合的开发动向进行介绍。
液相扩散接合法是在接合面插入嵌料,在嵌料融化而母材不融化的状态下使工件接合的方法。液相扩散接合法适用于精密部件、形状复杂部件、特殊材料部件和异种材料的接合。
液相扩散接合法可以在比较低的温度下进行接合,其优点是由于液相的作用提高了接合面的密着性。该方法适用于燃气轮机和喷气发动机中一些部件的接合。液相扩散接合法在异种材料的接合方面是一个非常有效的接合方法,可用于难于进行熔融焊接的Ti合金和钢的接合。大同公司的这种结合技术已用于汽车涡轮机涡轮的制造。
摩擦搅拌接合的方法是:一面使作为工具的园柱状机件旋转,一面压入接合部,利用产生的摩擦热和加工热使接合部软化,同时,由于工具的旋转使被接合材发生塑性流动进行接合。工具通常采用的是工具钢。接合部由于塑性流动,其晶粒比母材细密,力学性能得到提高。此外,由于是非熔融焊接,最高加热温度比较低,所以热影响区较小。这是该方法的一个特点。该方法已经在Al合金这类低熔点材料上得到应用,可用于铁道车辆、宇宙航空等多个领域。在汽车制造业,对有Al合金车梁的汽车已经用改进的摩擦搅拌接合—摩擦搅拌点接合技术代替电阻点焊。最近的研究报告指出,提高对工具材质的改进,摩擦搅拌接合可以进行碳素钢、不锈钢、Ti材和Ti合金的接合。
瞳