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1、(10)申请公布号 CN 104084700 A (43)申请公布日 2014.10.08 C N 1 0 4 0 8 4 7 0 0 A (21)申请号 201410308963.8 (22)申请日 2014.06.30 B23K 26/60(2014.01) B23K 26/24(2014.01) (71)申请人北京工业大学 地址 100124 北京市朝阳区平乐园100号 (72)发明人杨武雄 肖荣诗 武强 (74)专利代理机构北京思海天达知识产权代理 有限公司 11203 代理人刘萍 (54) 发明名称 小电流摆动电弧阴极雾化氧化膜清理方法 (57) 摘要 本发明公开了小电流摆动电弧阴极。
2、雾化氧化 膜清理方法，应用于激光焊接铝、镁等合金的焊前 表面处理。基本原理是利用反接电弧的阴极雾化 作用去除铝、镁等合金表面的氧化膜，具体特点是 采用反极性小电流产生的阴极雾化作用结合电弧 的移动或摆动对待处理区的氧化膜进行清理。电 流大小和电弧运行轨迹由氧化膜厚度和处理宽度 决定，电弧的摆动可以是钨极运动或通过磁场致 使的电弧摆动。这种氧化膜处理方法的优点在于 其具有即时性，可以做到随处理随焊接，减少了 工件的移动、避免了化学处理复杂的工序和对环 境的污染，对所处理基材影响小，适用于激光焊接 铝、镁等合金的焊前表面处理。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书2页 附图2页 (19)。
3、中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书2页 附图2页 (10)申请公布号 CN 104084700 A CN 104084700 A 1/1页 2 1.小电流摆动电弧阴极雾化氧化膜清理方法，其特征在于：通过反极性摆动电弧去除 氧化膜；待处理工件接电源负极，钨极接正极；平均电流大小在530A之间。 2.根据权利要求1所述的小电流摆动电弧阴极雾化氧化膜清理方法，其特征在于：电 弧的扫描轨迹是单纯的钨极运动或电弧摆动加直线运动。 3.根据权利要求2所述的小电流摆动电弧阴极雾化氧化膜清理方法，其特征在于：钨 极的运动通过机械结构实现，电弧摆动通过施加交变磁场实现。 。
4、4.根据权利要求1所述的小电流摆动电弧阴极雾化氧化膜清理方法，其特征在于：当 电弧运动路径为方波时，钨极直径为13mm；焊接电流530A，正、反极性时间比1:20 1:9，频率10100Hz，扫描速度50200mm/min，钨极离工件距离14mm。 权 利 要 求 书CN 104084700 A 1/2页 3 小电流摆动电弧阴极雾化氧化膜清理方法 技术领域 0001 本发明属于铝、镁等合金激光焊接技术领域，具体涉及一种利用电弧阴极雾化现 象清理铝、镁等合金表面氧化膜的方法。 背景技术 0002 铝、镁等合金在自然条件下会表面会生成一层氧化膜，这些氧化膜在焊接时会导 致焊缝中气孔、夹渣等缺陷的产。
5、生，对焊缝质量造成严重影响，所以铝合金焊接时事先必须 清理表面的氧化膜。通常去除铝合金表面的氧化膜的做法是采用化学腐蚀方法或机械刮、 刷的方法清除。化学清理氧化膜的方法尽管清理效果好，但存在工序复杂、效率低、对环境 污染严重等特点，如果对局部清理，还要对不进行腐蚀的区域进行涂胶保护，腐蚀完还需对 保护胶进行清理，所以工序更为复杂。采用机械清理的方法清理厚度和宽度难以精确控制， 清理效果难以保证并且易对工件表面造成损伤。 发明内容 0003 本发明的目的在于提供一种铝、镁等合金表面氧化膜的清理方法，其基本原理是 利用铝、镁等合金电弧焊时的阴极雾化(阴极破碎)作用来去除金属表面固有的氧化膜。作 用。
6、在冷阴极材料表面的阴极斑点具有极高电流密度(最高可达10 7 A/cm 2 )，同时会产生很高 的能量密度，可引起阴极斑点区材料的剧烈蒸发，铝、镁等合金表面的氧化膜具有逸出功低 的特点，所以阴极斑点会首先作用于氧化膜，并且会一直寻找周围的氧化膜。该处理氧化膜 的方法特点是利用很小的反极性电流产生的阴极雾化作用结合电弧移动的方式，电弧的运 行轨迹可以是钨极随运动机构以曲线轨迹移动或钨极直线运动结合磁场驱动的电弧摆动。 该方法的难点是反极性电弧的引燃和保持电弧的稳定性，解决方法是在以反极性电弧为主 的基础上附加时间很短的正极性电弧(比如时间比为1:20)和短的电弧长度(比如1mm) 相结合。 00。
7、04 本发明的有益效果在于：这种方法能够快速、准确地去除待焊区金属表面的氧化 膜，清理宽度和清理范围可自由调节，可做到现清理现焊接，不对处理区基材组织产生明显 影响，适合于激光焊接铝、镁等合金的焊前表面氧化膜处理。 0005 本发明的技术方案是： 0006 一种铝、镁合金表面氧化膜的处理方法，其具体内容如下: 0007 1)电源负极接工件，正极接钨极； 0008 2)根据需要处理的氧化膜的厚度和引弧难易程度，调节电流大小和波形； 0009 3)根据需要处理的氧化膜宽度和电弧运动速度，设计运动轨迹； 0010 4)电弧的运行轨迹可以是钨极随运动机构以预设的曲线移动或钨极直线运动结 合电弧摆动，电。
8、弧的摆动通过交变的磁场实现； 0011 5)处理工艺参数：当电弧运动路径为方波时，钨极直径为13mm；焊接电流5 30A，正、反极性时间比1:201:9，频率10100Hz，扫描速度50200mm/min，钨极离工 说 明 书CN 104084700 A 2/2页 4 件距离14mm，电弧运动轨迹如图。 附图说明 0012 图1是电流清理氧化膜过程示意图 0013 图2是清理电流波形示意图 0014 图3是氧化膜处理路径示意图 0015 图4是电磁驱动电弧摆动机构示意图 0016 图5是经该方法处理的铝合金表面 具体实施方式 0017 下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实。
9、施例仅用于更 加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。 0018 实施例1 0019 一种铝、镁等合金表面氧化膜去除方法，包括以下步骤： 0020 1)将待处理铝合金接焊接电源负极，钨极接电源正极；钨极离工件距离1mm； 0021 2)钨极直径为2mm，调节电流波形如图2(a)，电流大小为20A； 0022 3)电弧运动路径如图3(d)，节距L 1 3mm，电弧摆动幅度L 2 4mm； 0023 4)电弧运动速度200mm/min。 0024 实施例2 0025 一种铝、镁合金表面氧化膜去除方法，包括以下步骤： 0026 1)将待处理铝合金接焊接电源负极，钨极接电源正极；钨极离工件距离4mm； 0027 2)钨极直径为2mm，调节电流波形如图2(b)，电流正、负极性幅值30A，正、反极性 时间比为1:9； 0028 3)电弧运动路径如图3(b)，电弧摆动幅度L 2 4mm，电弧摆动频率100Hz； 0029 4)钨极直线移动速度150mm/min。 说 明 书CN 104084700 A 1/2页 5 图1 图2 说 明 书 附 图CN 104084700 A 2/2页 6 图3 图4 图5 说 明 书 附 图CN 104084700 A 。