鋁合金A-TIG焊活性劑成分設(shè)計(jì)研究.pdf

1、鋁合金由于其密度小、強(qiáng)度高、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn),在航空航天、船舶車輛、電力電子等行業(yè)得到日益廣泛的應(yīng)用。交流TIG焊是鋁合金常用的焊接方法之一,但因其單道焊接熔深淺,熔敷率低,有時(shí)還需要進(jìn)行預(yù)熱等工藝措施,從而增大了焊接施工難度和焊接成本,降低了焊接效率。一種新型焊接方法A-TIG焊日益受到人們重視,它通過(guò)在傳統(tǒng)TIG焊前將很薄的一層表面活性劑涂覆在施焊板材表面可使焊接熔深顯著增加。因而本課題將A-TIG焊接方法引入鋁合金的焊接中,進(jìn)行活性劑

2、配方設(shè)計(jì)研究。
　　本課題針對(duì)6061鋁合金材料,在單一成分活性劑焊接試驗(yàn)基礎(chǔ)上初步選擇6種單一成分活性劑作為復(fù)合配方的基本組分,利用均勻設(shè)計(jì)法進(jìn)行活性劑配方成分設(shè)計(jì),研制出鋁合金用高效活性劑。并針對(duì)此活性劑研究焊接電流、焊接速度、電弧長(zhǎng)度及涂覆厚度對(duì)焊縫熔深的影響,并通過(guò)高速攝影和光譜分析對(duì)活性劑增加焊縫熔深機(jī)理進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究。
　　試驗(yàn)結(jié)果表明:涂覆氧化物TiO2、Cr2O3、Al2O3、MnO2、MgO及鹵化物C

3、aF2進(jìn)行焊接時(shí)的焊縫表面成形較好,而涂覆 SiO2、NaCl、NaF、MnCl2和BaCl2這幾種活性劑時(shí)焊縫表面成形較差。SiO2活性劑能大幅增加焊縫熔深而熔寬增加不大,TiO2和Cr2O3活性劑對(duì)焊縫熔深增加效果較明顯,其熔深增加的效果隨電流的波動(dòng)變化較小,當(dāng)電流超過(guò)140A時(shí),MnCl2和BaCl2活性劑熔深增加效果也很明顯,其它則增加效果不明顯。
　　通過(guò)配方均勻設(shè)計(jì)試驗(yàn),得出混合配方中各單組元活性劑最佳成分范圍,并通過(guò)

4、過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)和反復(fù)試驗(yàn)調(diào)整研制出最佳配方Y(jié)G304,其焊縫熔深能達(dá)到常規(guī)TIG的3倍以上。焊接工藝試驗(yàn)表明,同一焊接參數(shù)條件下A-TIG焊接熔深遠(yuǎn)大于常規(guī)TIG焊。
　　高速攝影發(fā)現(xiàn)當(dāng)活性劑為TiO2、Cr2O3、MnO2、MnCl2時(shí)電弧有一定收縮,而活性劑為SiO2和BaCl2時(shí)電弧出現(xiàn)擴(kuò)展跡象,其它活性劑則電弧收縮不明顯。通過(guò)觀察焊接過(guò)程電壓變化,認(rèn)為由電弧、活性劑和熔池構(gòu)成的導(dǎo)電通道電阻對(duì)焊縫熔深影響較大,活性劑可能是通過(guò)改