厚壁鋁合金擺動電弧窄間隙MIG立向焊接工藝研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代航空航天工業(yè)的發(fā)展，焊接結(jié)構(gòu)趨于大型化，厚壁鋁合金成為重要的結(jié)構(gòu)材料。考慮到焊接工序及工程費用等問題，在實際生產(chǎn)過程中常采用立向焊接的方式。立向焊接時，由于熔池自然下淌，焊縫成形比較困難。擺動電弧窄間隙GMAW能夠增加側(cè)壁熔深，解決側(cè)壁熔合不良問題，特別適合厚板焊接。本文在自行設(shè)計的擺動電弧窄間隙焊炬基礎(chǔ)之上，對鋁合金立向焊接工藝進(jìn)行了研究。研究了各工藝參數(shù)對焊縫成形的影響規(guī)律，揭示了常見幾種成形缺陷的成因及控制機(jī)理，確定了最佳

2、工藝參數(shù)規(guī)范區(qū)間，實現(xiàn)了100mm厚的厚壁鋁合金的焊接，并獲得無成形缺陷的焊接接頭。
　　基于擺動導(dǎo)電嘴的原理，設(shè)計了擺動電弧窄間隙MIG焊炬，并得到了各擺動參數(shù)之間的關(guān)系和擺動軌跡方程。設(shè)計了插入式保護(hù)氣噴嘴，并通過煙氣染色試驗對其進(jìn)行了優(yōu)化。
　　對擺動電弧窄間隙立向焊接的熔滴過渡和電弧行為進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，在擺動過程中為射滴過渡，而在側(cè)壁停留過程中除了射滴過渡還伴隨著短路過渡發(fā)生，在兩側(cè)壁處熔滴的平均過渡頻率要低于

3、在擺動過程中的平均過渡頻率，而熔滴尺寸要略大于在擺動時熔滴尺寸。
　　通過單因素試驗，研究了各工藝參數(shù)對焊縫成形的影響規(guī)律，并確定了能夠保證焊縫正常成形的工藝規(guī)范參數(shù)區(qū)間。通過正交實驗研究了各工藝參數(shù)對焊縫截面尺寸的影響顯著性，結(jié)果表明焊接速度和送絲速度對焊縫熔寬和焊縫厚度影響最大，擺動角度對焊縫凹度的影響最大。
　　分析了熔池下淌、波浪形焊縫和焊縫表面中凸三種常見的焊縫成形缺陷的成因，并提出了控制措施?？刂迫鄢叵绿实拇胧┮?/p>

4、是適當(dāng)提高焊接速度，二是適當(dāng)增大導(dǎo)電嘴與水平方向的傾斜角；改善波浪形焊縫的措施是使擺動頻率選擇最大1.4Hz，焊接速度在120mm/min～260mm/min；避免焊縫表面中凸缺陷的措施主要是在保證焊縫正常成形時，增大擺動角度。
　　對100mm厚的厚壁2219鋁合金進(jìn)行了單道多層焊接，通過優(yōu)化工藝參數(shù)和層間清除氧化膜等措施，得到了外部成形良好，無明顯成形缺陷的焊接接頭。焊縫中心組織為細(xì)小的等軸晶粒，沿厚度方向差別不大；熱影響區(qū)寬