一种Invar模具钢的自动焊接工艺

摘要

本发明涉及一种Invar模具钢的自动焊接工艺，步骤如下：焊接材料的选用；焊接设备的选用；Invar钢厚板焊件坡口形状设计及焊前准备；Invar钢厚板多层单道自动焊接路径规划；Invar钢厚板多层脉冲+摆动MIG自动焊接工艺参数设计。本发明通过合理采用脉冲MIG电弧摆动焊接技术，实现飞机复材模具制造专用的大厚度Invar钢的焊接。对于厚度为19.05mm的Invar钢，在较低的焊接电流下采用5层、每层1道焊缝获得良好成形；焊缝表面呈现交错鱼鳞纹、未见气孔、飞溅与裂纹等表面缺陷、背面完全焊透；焊缝截面无气孔、裂纹、夹杂，焊缝-母材以及相邻层焊缝熔合良好，未见明显的晶界，熔池内杂质得到有效净化；焊后角变形明显减小，体现了脉冲摆动焊接技术对Invar钢厚板良好的工艺适应性。

主权项

一种Invar模具钢的自动焊接工艺，其特征在于：包括如下步骤a)焊接材料的的选用：所述Invar模具钢板材化学成分的重量含量为：Fe 63.06％、Ni 35.67％、Mn 0.49％、Cr 0.26％、Si 0.24％、Co 0.14％、Mo 0.13％，所用焊接材料为Invar M93焊丝，焊丝直径1.2mm，焊丝化学成分的重量含量为：Fe 61.43％、Ni 36.20％、Mn 0.55％、Al 0.54％、Si 0.53％、Mo 0.53％、Cr 0.23％；b)焊接设备的选用：所使用焊接设备为一体式MIG弧焊专用机器人，额定焊接电流350A，焊接速度为0.01‑180m/min；c)Invar模具钢厚板焊件坡口形状设计及焊前准备：所述Invar模具钢厚度为19.05mm，根据装配的需要，选择单面焊接成形工艺，待焊件开V型坡口，坡口角度为60°，钝边1mm，焊前在焊接终点位置进行点焊防止横向变形，焊前采用反变形装夹控制角变形，反变形角度1.5‑2°，钝边间距1.5‑1.8mm，不预热，焊丝干伸长为15mm，焊接过程保护采用97.5％Ar+2.5％CO₂的富氩气氛，流量控制在18‑19L/min，焊后空冷，层间温度控制在100℃以下；d)Invar模具钢厚板多层单道自动焊接路径规划：所述Invar模具钢板材厚度为19.05mm，设计五层、每层采用单道焊缝填充，打底层焊缝较为狭窄，采用直线焊接路径，焊缝起点与终点距离两端分别为2‑3mm及4‑5mm，第二层至第四层焊缝宽度逐渐增大，设计采用摆动焊接路径；e)Invar模具钢厚板多层脉冲+摆动MIG自动焊接工艺参数设计：打底焊采用脉冲MIG直线焊接路径，焊接电流235‑240A、焊接电压26.3‑27.3V、焊接速度0.35‑0.4m/min，第二至第五层焊缝采用脉冲+简单低速摆动焊接路径，根据焊缝长度等距离增设3‑5个插补点，第二层焊接电流237‑240A、焊接电压27.1‑27.3V、焊接速度0.30‑0.32m/min、摆动幅长2.50‑2.70mm、摆动频率1.5‑1.6Hz；第三层焊缝焊接电流240‑242A、电压27.3V、焊接速度0.18‑0.21m/min、摆幅4.40‑4.60mm、频率0.9‑1.0Hz；第四层焊接电流244‑246A、电压27.4V、焊接速度0.16‑0.18m/min、摆幅5.90‑6.35mm、频率0.8‑0.9Hz；第五层焊接电流245‑250A、电压27.4‑27.6V、焊接速度0.13‑0.15m/min、摆幅7.50‑8.40mm、频率0.7‑0.8Hz。