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《复合脉冲方波电流频率对5A06铝合金焊缝组织和性能的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第31卷第1期焊接学报Vol.31No.12010年1月TRANSACTIONSOFTHECHINAWELDINGINSTITUTIONJanuary2010复合脉冲方波电流频率对5A06铝合金焊缝组织和性能的影响从保强,齐铂金,周兴国,罗军(北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京100191)摘要:研究开发了一种适用于铝合金材料的新型超快速变换复合高频脉冲方波变极性电弧焊接技术,以5A06铝合金为试验对象,采用复合脉冲变极性TIG电弧焊接工艺,研究了复合脉冲方波电流频率对焊缝显微组织和力学性能的
2、影响.结果表明,与未加入高频脉冲方波电流作用相比,当复合脉冲电流频率不超过20kHz时,5A06铝合金焊接接头的显微组织和性能出现一定程度的降低,脉冲电流频率为40kHz时,焊缝中心区组织细化,接头软化程度降低,接头力学性能明显改善,抗拉强度和断后伸长率分别达到母材金属的95.8%和84.8%.关键词:超快变换;复合高频脉冲;脉冲频率;变极性;铝合金中图分类号:TG457.14文献标识码:A文章编号:0253-360X(2010)01-0089-04从保强0序言焊接工艺参数并改善和提高铝合金焊接质量具
3、有重要意义.铝及铝合金以其优良的性能广泛应用于航空、航天、船舶以及装甲车辆等领域,焊接加工作为其关1试验方法键制造工艺之一,开展铝合金材料的新型焊接技术研究国防、军事及航空航天等方面发展的必然要焊接母材选择不可热处理强化的Al2Mg系求[1,2〗.为了控制金属凝固组织和提高金属材料性5A062O铝合金平板,焊接试件尺寸为200mm×100能,施加脉冲电流已成为在金属材料制备过程中的mm×3mm,平板对接焊接长度200mm,I型接头,重要物理场技术.研究结果表明,脉冲电流对铝合焊缝填充焊丝选用<2.4m
4、m的ER5356,母材及填金凝固组织具有显著的细化作用,且脉冲电流频率充焊丝的主要化学成分如表1中所示.铝合金焊接的大小对其凝固组织将产生重要影响,在一定频率试件在焊前先用丙酮有机溶剂擦拭去除表面油污,范围内,脉冲电流频率越高,晶粒细化越明显[3,4].然后采用化学清理方法(10%NaOH+15%HNO3)去除表面氧化膜.填充焊丝采用机械清理方法去除表类似地,在铝合金的变极性电弧焊接过程中加入高[7]面氧化膜.频脉冲方波电流作用,合理选择脉冲电流频率,就有可能对铝合金焊缝熔池液态金属的结晶过程和凝固表
5、15A06及ER5356主要化学成分(质量分数,%)组织产生特殊作用,从而有助于改善铝合金焊缝金Table1Mainchemicalcompositionof5A06&ER5356属组织结构并提高接头力学性能.为此,研究开发材料SiFeCuMnMgAl了一套新型超快速变换复合脉冲方波变极性弧焊电[5,6]5A060.40.40.10.5～0.85.8～6.8余量源,在实现过零无死区时间且具有超快速电流ER53560.250.40.10.05～0.24.5～5.5余量上升沿和下降沿变化速率(50～100
6、A/μs)的同时,在正极性电流持续期间叠加高频脉冲方波电流(脉基于研究开发的新型复合脉冲方波变极性弧焊冲频率≥20kHz).以此为基础,试验研究脉冲电流电源,建立铝合金电弧焊接试验平台.为考察高频频率对铝合金焊缝组织和性能的影响,对优化匹配脉冲电流频率fH大小对5A062O铝合金焊缝组织和接头力学性能的影响,分别选取三组不同的脉冲电收稿日期:2008-09-10流频率值,并保证在正极性电流持续期间的平均电90焊接学报第31卷流Iavg基本相等.变极性焊接电流参数的选取见物相的析出数量减少,从而造成其焊
7、接接头性能一表2,Iavg=Ib+(Ip-Ib)×δ,工艺1为常规变极性电定幅度的下降;当复合脉冲电流频率达到40kHz弧焊接工艺,复合高频脉冲电流占空比δ=50%不(工艺4)时,焊缝显微组织明显细化,β(Mg2Al3)相变,变极性方波电流频率为100Hz,正、负极性电流数量增加,因而其焊接接头的性能也会随之而显著持续时间比4∶1.电极材料选用规格为<2.4mm的提高.WC20,且电极距离铝合金焊接试件表面垂直高度为3mm,焊接速度150mm/min,保护气体为普通氩气流量15L/min.表2复合脉冲
8、VPTIG主要焊接工艺参数Table2Mainhybrid2pulseVPTIGweldingparameters试验正极性基值正极性峰值负极性电流脉冲电流序号电流Ib/A电流Ip/AIN/A频率fH/kHz工艺1-100120-工艺26013012010工艺36013012020工艺46013012040沿垂直于焊缝方向切取金相试样,使用Keller试剂(2.5mLHNO3+1.5mLHCl+1mLHF+95mLH2O)浸蚀抛光试样,在OLYMPUSB
