小直径薄壁铝管材焊接工艺 第2页
金管卷边形式Fig．2 Flange form of aluminium alloy tube with
diameter 300 mill焊接前要保持卷边的清洁、平整，表面无油污、
卷边均匀、厚薄一致。
3 焊接工艺规范
焊接工艺的规范包括焊接电流与焊接次数、氩气流量和焊接速度等。
3．1 焊接电流与焊接次数
搭接接头焊接时残渣会落人工件的间隙中无法除去，应当避免。但若对焊接过程进行改进，焊接二道，就能解决这一问题。在工件旋转第一圈时，使卷边上的金属微熔后敷于接缝上，同时又使液态熔池金属充分暴露在电弧气氛下。当工件旋转第二圈时，使焊接接头区域的金属完全熔化，避免了搭接接头中夹渣、气孔等缺陷。若第一道电流略小，则第一圈卷边金属不能熔敷到接缝处，使得第二圈焊接时容易因卷边不均匀或电弧偏移，导致焊穿。第二道电流小时则会引起未焊透，而电流过大会使得焊接线能量增加，填充金属熔化量增加，引起焊穿或近缝区过热裂纹。经试验，第一道焊接电流为25 A左右，第二道焊接电流为50 A左右。焊接结束收弧时电流不能太大，否则在焊缝表面会形成弧坑，出现热裂纹，因此，焊接结束前应有一个电流衰减的过程。
3．2 氩气流量及喷嘴孔径
对于一定孔径的喷嘴，如果氩气流量过小，气流挺度太差，排除周围空气的能力弱，轻微的侧向风也第4期 徐国祥，等：小直径薄壁铝管材焊接工艺 第2页能使其偏离和散乱，保护效果不好。反之，氩气流量
过大，喷出的气流近壁层流很薄，甚至为紊流，则易混入空气，保护效果也不好。实验确定氩气流量为8～ 10 L／rain。
3．3 焊接速度
焊接速度也是焊接工艺中的主要参数。焊接速度过高，焊接的线能量过小，使填充金属熔化不足，导致未焊透。若焊接速度过低，焊接线能量过大，出现热裂纹或直接焊穿，经实验，焊接速度为150inlrn／min，工件转速为6 r／min。可以获得理想的焊缝成形，如图3所示。
图3 铝合金管焊缝成形Fig．3 W eld forming of alumininm alloy tubes
4 焊接装置
根据被焊工件的几何外形，属回转类工件，工件在焊接夹具带动下旋转，实现焊接加工过程，这样可以避免焊接设备绕工件的转动。为简化焊接操作，提高自动化程度，采用可编程控制器操控焊接过程。
传动机构如图4所示。本文来自优文论文网原文请找QQ752018766步进电动机通过联轴器将动力传递给高速轴，经同步带啮合后传递动力至低速轴，带动焊接夹具使工件以一定的速度旋转，形成焊接速度。
5 焊接接头试验
5．1 接头弯曲试验
按照GB 2649—89《焊接接头机械性能试验与取样方法》截取弯曲试验试样。接头弯曲试样与焊缝轴线垂直，按照GB 2653-89(焊接接头弯曲及压扁试验法》对试样进行正面弯曲和背面弯曲试验。焊接接头在进行正弯180。和背弯180。的弯曲试验中均未出现裂纹，接头区域的塑性良好。
1一卡盘与焊接夹具；2一同步带大齿轮；3一传动带；
4一传动轴；5一同步带小齿轮；6一联轴器；7一步进电机
图4 传动结构原理
Fig．4 Principle of transmission mechanism
5．2 显微硬度测试
测得的焊接接头显微硬度分布，如图5所示。离焊缝中心距离／mm图5 焊接接头显微硬度分布Fig．5 Micro—hardness distribution of welded joint从图5可以看到，在焊缝中心附近存在着一个硬度下降区间，这是一个焊接接头的软化带。这个区域在距离焊缝中心0．6 mm左右，出现软化带的原因与焊接热影响区特征有关。对于1060 A1这种固态无相变的金毕业论文
http://www.youerw.com属材料，在焊缝的热影响区存在一个粗大晶粒的过热区。在加热过程中长大了的晶粒在冷却过程中不会发生因相变引起重结晶使晶粒细化。因此在焊接过热区内，晶粒粗大的现象比固态
时有重结晶相变的材料更严重。这种材料的热影响区过热问题应引起关注。为防止过热区晶粒过大，在焊接时应该尽量减少焊接热输入，采用能量密度高的焊接方法和小的线能量，并使用铜制夹具。
5．3 断口分析
对确定焊接规范工艺的接头拉伸试样，使用HITACHI—SEM2007扫描电子显微镜观察断口情况，其外观呈杯锥状。断口分为3个区：中心纤文区、放射区和边缘剪切唇区。纤文区位于断口的中央，呈韧窝形貌，如图6(a)和图6(b)所示。本文来自优文论文网原文请找QQ752018766射区。由于有效截面减少，裂纹扩展至表面，属于韧性断裂。(b ×1 500倍图6 焊缝拉伸断口Fig．6 Tensile fracture appearance of weld
小直径薄壁t060铝管声8×0．8对接，采用交流钨极氩弧焊，两道焊接，焊接电流分别为25 A和50A，氩气流量为8 L／rain，工件转速为6 r／rain，可获得性能和外观良好的焊接接头，焊缝横截面熔合线附近分布着柱状晶粒，热影响区的硬度比母材略低，焊接接头拉伸断口属韧性断裂。
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