鋁合金A-TIG焊活性劑成分設計研究.pdf

1、鋁合金由于其密度小、強度高、耐腐蝕等優(yōu)點,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,有時還需要進行預熱等工藝措施,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,進行活性劑

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

3、aF2進行焊接時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變化較小,當電流超過140A時,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。
　　通過配方均勻設計試驗,得出混合配方中各單組元活性劑最佳成分范圍,并通過

4、過優(yōu)化設計和反復試驗調整研制出最佳配方YG304,其焊縫熔深能達到常規(guī)TIG的3倍以上。焊接工藝試驗表明,同一焊接參數(shù)條件下A-TIG焊接熔深遠大于常規(guī)TIG焊。
　　高速攝影發(fā)現(xiàn)當活性劑為TiO2、Cr2O3、MnO2、MnCl2時電弧有一定收縮,而活性劑為SiO2和BaCl2時電弧出現(xiàn)擴展跡象,其它活性劑則電弧收縮不明顯。通過觀察焊接過程電壓變化,認為由電弧、活性劑和熔池構成的導電通道電阻對焊縫熔深影響較大,活性劑可能是通過改