铝合金中厚板焊接工艺试验

作者:李加良;张志生;李践桥 刊名:焊接 上传者:王务华

【摘要】采用MIG焊接方法 ,对 5 0 83、60 61、60 82铝合金中厚板进行焊接工艺试验 ,验证了所选焊接参数和焊接材料的可行性 ,分析了空气相对湿度、氩气含水量等对铝合金焊接的影响 ,以及铝合金焊接后接头强度下降的情况。

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0引言近年铝合金做为铁道车辆材料已在逐步推广,客车车体主要以带筋大型挤压型材,中空、宽幅、长尺寸的挤压型材作为板材,充分利用了铝合金的优点。而货车除了考虑刚度还必须满足强度要求,中空型材可用于货车,其它仍需采用实心板材,因此货车的焊接不是薄板而是中厚板的焊接,对于中厚板的铝合金焊接必须做一系列焊接试验并经各项检验验证后,按所确定的焊接参数来指导现场生产。根据货车结构特点及生产效率考虑,适宜采用MIG(熔化极惰性气体保护电弧焊)焊。辅之TIG(钨极惰性气体保护电弧焊)焊。铝在焊接时容易受周围环境的影响,因此主要从焊接参数、空气相对湿度、氩气含水量等方面对铝合金焊接影响的试验;选择及验证与母材匹配的焊丝、气体等。1试验材料与设备试验选用Al-Mg(5083)和Al-Mg-Si(6061、6082)铝合金母材,板厚6mm,8mm,12mm,采用ER5356、ER5183、ER4043焊丝;母材化学成分及力学性能见表1,表2。用FRONIUS(福尼斯)TPS4000型全数字化脉冲焊表1母材的化学成分(%)牌号SiFeCuMnMgCrZnTi其他单个合计Al50830.400.400.100.401.04.04.90.050.250.250.150.050.15余量60610.400.80.70.150.400.150.81.20.040.350.250.150.050.15余量6082(EN573-3P10)0.701.30.50.100.401.00.61.20.250.200.100.050.15余量表2母材的力学性能牌号状态抗拉强度b/MPa非比例延伸强度0.2/MPa断后伸长率50(%)5083H321305215126061T626524596082T629525012机施焊。纯氩气体保护,焊前试板焊接区除油后,用0.25mm的铜丝刷打磨清除氧化膜,露出金属光亮色。焊接参数见表3。表3焊接参数焊丝直径d/mm焊接电流I/A焊接电压U/V焊接速度v/(mmin-1)气体流量Q/(Lmin-1)1.215021022260.415172试验内容2.1裂纹试验选用十字形角焊裂纹试验,评定5083与5083、5083与6082、5083与6061采用ER5356、ER5183、ER4043三种焊丝焊接的裂纹敏感性。2.2焊接工艺试验用12mm250mm120mm试板开坡口(6070)对接;用12mm220mm140mm与12mm220mm100mm试板角接。焊接参数见表3。焊后按照TB/T15801995、JB/T79491999标准进行外观检查。按照BSEN14351999标准进行X射线拍片检查。力学性能检查,拉伸试验按GB/T1686501997标准,弯曲试验按照GB/T144521993标准。3试验结果及分析讨论裂纹试验结果表明,18对试板均无裂纹。3.1焊接接头强度力学性能试验结果见表4。焊接接头的强度低于原始母材的强度,试样均断裂在焊缝热影响区,这说明在电弧热作用下铝合金的力学性能发生了变化,焊缝热影响区发生软化。5083这种非热处理强化型铝合金的焊接软化程度较低,而6061、6082这种热处理强化型铝合金焊后接头强度的软化比较严重,强度只有原材料的70%左右,因此焊接热影响区(HAZ)是接头的薄弱区。在需要保证设计强度的部位应引起重视。3.2焊接影响因素分析铝合金MIG焊接头最容易产生的焊接缺陷是气孔,横焊比平焊更容易产生气孔。其焊缝中的气孔主要是由氢引起的,在实际焊接工艺中,氢的来源很多,有电弧气氛中的氢,铝板、焊丝表面吸附空气中的水分等

参考文献

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