鋁合金A-TIG焊接工藝及其機理研究.pdf

1、鋁及鋁合金TIG焊時由于其焊道熔深淺,焊接效率低,所以其應用受到一定的限制。A-TIG焊接法是活性焊接新工藝,它的優(yōu)點在于,能在保證TIG焊高質量的前提下,顯著增加焊接熔深,提高生產效率。本文將A-TIG焊接方法引入到鋁合金的焊接當中,這對于拓寬鋁合金的應用范圍及推動活性焊接技術的發(fā)展都具有重要的意義。
　　本文采用6061鋁合金,通過表面熔敷試驗對活性劑組元進行了篩察,挑選出了作為中間區(qū)域所用混合活性劑的基本組分,利用混料均勻設

2、計法進行了活性劑配方的研制,并對配方進行了優(yōu)化。針對所得優(yōu)化配方,采用正交設計法進行了焊接工藝試驗,得到一組良好的焊接工藝參數。焊后對焊縫的宏觀形貌及微觀組織進行了觀察和分析,并通過力學性能試驗分析了活性劑對焊縫力學性能的影響。進行了焊道偏移試驗,利用高速攝像系統(tǒng)對電弧形態(tài)進行了觀察,并同步記錄了焊接電壓變化,研究了活性劑對電弧導電通道電阻及電弧形態(tài)的影響,分析了鋁合金A-TIG焊熔深增加的機理。
　　試驗結果表明:12種單組元活

3、性劑中,SiO2活性劑增加焊道熔深的效果最為顯著。AlN、TiO2次之,NaF、CaF2和Al2O3增加熔深效果不太明顯。SiC反而使熔深減小,且焊接熱影響區(qū)寬度很大。活性劑增加熔深效果依次排序為:SiO2、AlN、TiO2、MnO2、Cr2O3、CaO、MgO、NaCl、Al2O3、CaF2、NaF、SiC。通過混料均勻設計試驗,開發(fā)出的活性劑配方YG6061,可使焊縫熔深顯著增加,達3.5倍左右,表面成形良好。正交設計法所得的優(yōu)良焊

4、接工藝參數為:電流240A、焊接速度40mm/min、弧長3mm、中心區(qū)域涂覆寬度4mm。在此焊接工藝條件下,YG6061活性劑增加熔深效果顯著,可一次焊透10mm的鋁板,實現單面焊雙面成形。且所獲得的A-TIG焊接接頭晶粒細化,熱影響區(qū)寬度減小,基本不存在氣孔、裂紋、夾雜等焊接缺陷,拉伸強度與斷裂伸長率均可達到與母材相當的水平,焊縫區(qū)的硬度明顯提高。通過分析認為,分區(qū)涂覆活性焊接當中,焊道熔深增加主要是是導電通道電阻變化和蒸汽電弧共同