宋成：焊接参数对铝合金VPPA焊缝成形的影响

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1、焊接参数对铝合金VPPA焊缝成形的影响宋成，韩永全（内蒙古工业大学材料科学与工程学院，呼和浩特010051）摘要：在铝合金变极性等离子弧穿孔立焊过程中，正、反极性电流和离子气流量等焊接参数对焊缝成形及焊缝质量都有显著影响，这些焊接参数的合理匹配是保证穿孔过程和焊缝稳定成形的重要前提。试验采用了厚度为10mm的LD10铝合金板作为焊接母材，重点研究了焊接电流和离子气流量对焊缝质量的影响，分析了正、反极性电流的幅值和时间比对焊缝成形的影响规律。研究结果表明：随着焊接电流的增大，焊缝背面熔宽和余高增大，正面熔宽增大而余高减小；随着离子气

2、流量的增大，焊缝背面余高和宽度增加，正面余高和宽度减小。关键词：变极性等离子弧焊接；焊缝成形；焊接参数EffectofweldingparametersonaluminumalloyvppaweldformationSONGCheng,HANYong-quan(MaterialInstitute,InnerMongoliaUniversityofTechnology,Huhhot010051,China)Abstract:Forthevariablepolaritykeyholeplasmaarcverticalweldingpr

3、ocessofaluminumalloy,theweldingparametersincludingthepositiveandnegativepolarityelectriccurrentandplasmacurrentquantityetc.havetheremarkableinfluenceontheformationofweldandtheweldquality.Thereasonablematchingoftheseweldingparametersisanimportantpremisewhichguaranteest

4、hekeyholeprocessandtheweldstableforming.TheweldingbasemetalistheLD10aluminumalloythethicknessofwhichis10mm.Theinfluenceoftheweldingcurrentandtheplasmacurrentquantityonweldqualityhasbeenstudied,andtheinfluenceofthepositiveandnegativepolarityelectriccurrentamplitudeandt

5、hetimecomparestotheweldformationhasbeenanalyzed.Itisfoundthatwiththeweldingcurrentincreased,meltingwidthandsurplusincreaseatthebackoftheweld,themeltingwidthtoincreaseandsurplustoreduceatthefrontageoftheweld.Withtheplasmacurrentquantityincreased,meltingwidthandsurplusi

6、ncreaseatthebackoftheweld,meltingwidthandsurplustoreduceatthefrontageoftheweld.Keywords:VPPA;weldformation;Weldingparameters.0前言变极性等离子弧(VPPA)焊接方法与其他熔化焊接方法相比，具有能量集中、电弧挺度大、一次穿透深度大、焊后变形小等特点。VPPA焊接工艺在航空航天等重要铝合金结构的焊接中具有一定的优势[1,2]，欧美发达国家早已将该焊接工艺应用到实际生收稿日期：基金项目：国家自然科学基金项目(50

7、764007)作者简介：宋成(1985—),男，内蒙古乌兰察布市人，在读硕士，主要从事新型焊接电源与焊接过程控制的工作。产中。在国外，变极性电源的应用更多集中于等离子焊多用于航空、航天领域材料的焊接。因此，这种电源在国外发展迅速，目前美国、日本等发达国家都已有质量可靠的产品问世。国内也有不少学者对其进行研究，如哈尔滨工业大学耿正等人对等离子弧的阴极清理规律做了深入研究，北京工业大学吕耀辉，韩永全等人对铝合金变极性等离子弧焊接系统的研制及等离子弧的电弧特性等做了大量的研究[3]。但由于该工艺影响因素多、对设备精度和可靠性要求高，因此

8、到目前为止，该焊接方法在国内还未能得到广泛应用。在变极性穿孔等离子弧焊接工艺中，由于需要调节的焊接工艺参数较多，如焊接电流、离子气流量、正反极性时间比、焊接速度及送丝速度等。这些参数对焊接电弧以及焊缝质量都有重要的影响。研究变极性等离子电弧焊接参数