-
当前，基于铝及其合金的良好性能，其焊接技术也随着蓬勃发展。针对铝合金的焊接难点，世界各地研究人员想方设法，很有针对性地解决一些常见的问题。从焊接方法，工艺环节，焊接环境，接头性能，过程模拟等一系列方面进行改进和调整。23420
- 上一篇：铝/镁异种合金焊接的研究现状
- 下一篇：铝及铝合金研究现状
宫博[4]在研究5083铝合金中，因具有良好的焊接性能，耐蚀性和低温性能。在非热处理强化铝中强度最高，使5083铝合金的焊接结构常用于船舶主结构。制定了5083铝合金TIG工艺。比如当板厚16-20mm，5083铝合金TIG焊工艺适合选择钨极直径6mm，焊丝直径5-6mm，预热温度200-260℃，焊接电流300-380A，焊缝层数正反两面分别2-3层，坡口形式为X形对接。
郭小辉等人[5]在研究5083铝合金中厚板时，在原来TIG基础上，采用了双枪双面TIG焊工艺，克服了普通TIG焊接铝合金, 存在效率低，质量不稳定等缺点，实现了焊缝正背两面都可通过交流TIG焊阴极破碎功能去除和清理氧化膜, 更有利于熔池的形成。双枪双面TIG立焊方法焊接工艺及参数稳定, 焊缝无损检测、接头系数、接头拉伸强度和冷弯等性能指标均达到相应的标准要求。
胡佩佩等人[6]和姚为等人[7]两组研究人员则采用了激光－MIG复合双层焊接中厚板铝合金方法。前组实验表明光纤激光一MIC复合焊接具有较强的焊缝穿透能力，可以实现8mm中等厚度的铝合金的一次成形，焊缝中没有大的工艺气孔，没有出现热裂纹，但出现大量的工艺气孔。后组实验分两层进行焊接:第一层为打底焊，解决焊接熔深不足的问题；第二层为盖面焊，解决焊缝成形不良的问题。 结果表明，在激光器额定功率为4kW时，采用激光－MIG复合双层焊接方法焊接ZL114A材料的熔深可达10mm，接头抗拉强度平均值为238MPa，大于母材抗拉强度的80%。采用激光－MIG复合双层焊接方法焊接了某航天产品圆筒形模拟件，焊缝成形良好，熔深达到9 mm，焊缝内部无裂纹、未焊透及未熔合等缺陷，无可见夹杂物，存在的缺陷形式主要是链状气孔，气孔直径均小于1 mm，焊后基本无变形。论文网
袁亮亮等人[8]对4mm厚的5A06和6063合金进行搅拌摩擦焊对接试验，主要研究异种铝合金母材相对拉置时接头成形、组织及力学性能的影响。实验结果表明:当6063铭合金固定在前进侧时，母材流动充分，混合均匀，接头质量优良，前进侧热影响区晶拉比其固定在后退侧相应位置的晶粒更细，焊核区发生动态再结晶过程，形成细小等抽的晶粗；接头硬度分布规律呈“W”型，但焊核区和热影响区的硬度比其置于后退侧的硬度波动要小，并且前进侧热影响区最低硬度值也更高；接头杭拉强度比5A06铭合金在前进侧时要高，断口微观形貌呈韧窝状并有撕裂棱。
樊丁等人[9]优尔位研究人员基于XPC Target的实时目标环境，设计了铝合金可变双脉冲MIG焊试验平台，并进行了铝合金可变双脉冲MIG焊接工艺方面的试验研究。试验结果表明：当双脉冲中的低能脉冲在每个周期中所占的比例从0％不断增加到80％时。通过降低每个周期的平均电流而减少的母材热输入，可以补偿母材增强的热积累效应，从而有效地控制焊缝熔宽。焊缝成形美观，焊接效果良好。
单脉冲和双脉冲MIG焊焊缝形貌对比如下图1.1：
a 脉冲MIG焊焊缝形貌
b 双脉冲MIG焊焊缝形貌
图1.1 焊缝形貌
Celina Leal Mendes da Silva等人[10]针对AA7075铝合金通过调节脉冲电流和焊后时效处理熔合区晶粒细化有效缓解了疲劳裂纹扩展。
黄文超等人[11]则设计了基于DSP的数字化双脉冲MIG焊电源，在此基础上研究铝合金材料焊接工艺。研究了强、弱脉冲电流的匹配与焊缝成形的关系，结果表明，强、弱脉冲峰值电流相差40A，高频频率250Hz时焊缝成形较好。通过试验证明了在输出端采用RC滤波电路。可以滤除电压中的高频干扰，达到降低孤压的目的。研究了恒流PI控制的参数整定方法和步骤，试验结果表明，当比例系数与积分时间的值满足5：1的关系时，焊接过程稳定，可以获得良好的焊接效果。