薄板al合金的tig焊接头性能研究

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1、万方数据先进热加Z专题技术薄板A1合金的TIG焊接头性能研究西华大学材料学院(610039)屈金山河南科技大学材料学院(471003)张鑫马鞍山钢铁股份有限公司(243000)黎明【摘要】针对薄板铝合金焊接时存在易烧穿、气孔、热裂纹和焊接变形等特点，分析了薄板Al合金TIG焊方法中常见的问题，采用各种有效措施加以解决。通过改变焊接电流和速度得到了一系列的焊缝。对各焊接工艺下的焊接接头进行了显微组织分析和力学性能测试，得出了不同焊接工艺参数下焊接接头的力学性能。讨论了焊接电流对接头力学性能的影响，同时分析了不同焊接工

2、艺参数时焊缝尺寸的变化规律。关键词薄板A1合金TIG焊焊接接头ResearchesonWeldedJointsofAluminumAlloySheetsbyTungstenInertGasWeldingProcessAbstractThecommonlyconfrontedproblemssuchasburningthrough，blowhole，hotcrackandweldingdistortionduringweldingaluminumalloysheetsareanalyzedandthemeasures

3、forpreventingtheabove—men—tioneddefectsareproposedinthispaper．Aseriesofweldedjointsaremadeusingdifferentweldingcurrentandweldingspeed．Themicrostructureanalysisandthemechanicalpropertytestoftheweldedjointsunderdifferentweldingprocessesareperformed，andtherelatio

4、nshipbetweentheweldsizeandweldingparametersisstudied．Keywordsthinsheets，aluminumalloy，TIGprocess，weldedjoint中图分类号：TGl56文献标识码：A铝及铝合金广泛地运用于汽车、船舶、航天、桥梁等行业中，薄板铝合金以前很难焊接，随着焊接设备和技术的发展，焊接方法的不断完善，铝及其合金有了更广泛的发展空间。随着铝及其合金在生产中的大量应用，其焊接质量要求也越来越高。因此，本文以超硬铝为焊接母材，在不同的焊接电流和焊接

5、速度下得到了一系列焊接接头，通过分析这些焊接接头的外观、显微组织和力学性能研究了薄板铝合金的焊接性能。1铝及其合金焊接时常见的问题1．1薄板烧穿问题大量的薄板焊接试验证明，烧穿是薄板电弧焊时的主要问题之一，其产生与熔池受力密切相关。水平焊时，熔池烧穿前瞬间受力情况如图1所示。熔池主要承受如下几种力：1)熔融金属的重力图1平焊时熔池烧穿前瞬间受力情况F重，F重决定于熔池金属量的多少；2)电弧吹力F电弧，F电弧主要由电流大小决定；3)熔池金属表面张力F表，F表除与金属种类有关外，还与熔池表面状态有关。钨极氩弧焊时，熔池

6、金属受到气体的保护，不易氧化，再加上保护气流的冷却作用都将使F表提高；4)固、液态金属的附着力和液态金属的内聚力都是保持熔池的内力，对烧穿的影响可不计。由此可见，重力和电弧吹力是促使熔池下塌使之烧穿的主要力源，而表面张力则阻止熔池下塌或烧穿。如果F重，F电弧，F表3者的合力大于熔池金属的强度，液态金属就会被拉断而出现烧穿。为了使薄件的焊缝不致烧穿，应减少由于热量积累而造成熔池金属量的增加，尽量减少焊接时的热输入‘1

7、。1．2铝合金焊接的变形问题焊接过程是一个局部加热和冷却的过程。在焊接热作用下，形成焊接温度场，材料

8、受到不均匀的加热和冷却，会造成不均匀的应力状态，形成不同程度的应力变形及应变。而薄板由于其自身拘束度小，焊接时变形较大。其中以波浪变形最为严重，且很难矫正。铝及其合金等一些热膨胀系数较大的材料，变形尤为严重。因此，对于薄板的焊接，如何获得美观而无变形的焊缝是首先要解决的问题。减小焊接变形的措施如下。1)进行板材的连接和部件装配等焊接时，坡口《新技术新工艺》·先进热加工专题技术2006年第2期·3·万方数据间隙的大小及其均匀性对焊接接头的变形、错边和收缩均有很大的影响。在实际生产中要注意坡口的组合和定位焊，其夹紧可用

9、压板法、配重法和特殊的定位板等拘束方式。2)焊接装配应尽量在地面上采用平焊方式进行，并要尽量使用自动焊转胎和装配夹具等装置。3)尽量采用减小变形的设计，即采用挤压型材来代替焊接装配，采用波纹板结构以及对非密封部件采用断续角焊缝或点焊等措施[2]。1．3气孔问题焊接过程中，熔池周围充满着成分复杂的各种气体，这些气体主要来自周围的空气，焊件上的杂质如铁锈、油漆、