5A06铝合金多股复合焊丝脉冲MIG焊接工艺研究

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铝合金因其质量轻、比强度高、耐蚀性和焊接性良好等特点被广泛应用于汽车、航空航天和船舶工业等领域。如何高效、优质地进行铝合金材料的焊接,受到国内外学者的广泛关注。高顶,阿兰?托马斯?麦尔和郝锋率先在国内申请多股复合焊丝专利,进行高效率焊接探索。但目前多股复合焊丝的研究主要应用于厚钢板的连接,在铝合金领域的研究及应用尚未有报道。本文采用铝合金多股复合焊丝,研究三股/七股复合焊丝在不同脉冲工艺下的熔滴过渡特征、焊接过程稳定性,并将其对接接头的力学性能与普通单丝脉冲MIG、TIG焊接头的性能进行对比分析。多股复合焊丝的脉冲MIG焊接熔滴过渡试验结果表明:三股复合焊丝的焊接效果优于七股,单脉冲MIG焊接效果优于双脉冲MIG焊,具体表现在:(1)三股复合焊丝的单脉冲MIG焊熔滴过渡类型为射滴过渡,过渡模式为一脉一滴,熔滴过渡时呈较为规则的球形,飞溅较少,而七股复合焊丝在单脉冲焊接时为爆炸过渡,产生的飞溅较多;三股复合焊丝在双脉冲MIG焊的强/弱脉冲群两个阶段的过渡类型均为射滴过渡,但在强脉冲群阶段由于脉冲频率过快,复合焊丝中的细丝熔滴聚合困难,熔滴在进入熔池时为不规则形状,飞溅较大。(2)三股复合焊丝在单/双脉冲MIG焊产生的气孔远少于七股复合焊丝脉冲MIG焊,焊缝宏观成形良好,无明显飞溅、焊瘤等焊接缺陷;而七股复合焊丝单/双脉冲MIG焊在较大的电磁力和离心力作用下,熔滴过渡过程中较难聚集形成球状,在金属蒸汽作用下容易发散,多以爆炸过渡的形式完成熔滴过渡,焊缝处的飞溅和焊缝截面中的气孔均较多。本文得出一组铝合金三股复合焊丝单脉冲MIG焊的最佳试验参数,通过将铝合金三股复合焊丝的脉冲MIG焊与普通单丝脉冲焊的对比分析试验表明:在三股复合焊丝的最佳参数下,晶粒得到细化,焊缝至熔合区的晶粒尺寸变化趋缓,显著减小了传统熔焊方法对热影响区的软化,该接头的热影响区平均硬度约为89.3 MPa,抗拉强度达到母材的89.7%,高于普通单丝脉冲MIG焊。此外,该三股复合焊丝单脉冲MIG焊接头强度达到本次TIG焊接头强度的93%,焊接效率比TIG焊提高约4倍。
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