一種變極性等離子弧焊接鋁合金的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電弧焊接技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種變極性等離子弧焊接鋁合金的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋁合金密度低、比強度高、熱導(dǎo)率高，耐蝕能力強，已廣泛應(yīng)用于機械、化工、車輛、航空、航天等工業(yè)焊接結(jié)構(gòu)中。然而鋁合金的熱導(dǎo)率高、膨脹系數(shù)大、極易氧化生成高熔點氧化物，導(dǎo)致焊接接頭易產(chǎn)生氣孔、裂紋、夾渣、未熔合等缺陷。為獲得高性能的鋁合金焊接接頭、提高焊接效率，需采用高能量密度，低熱輸入的焊接方法。
[0003]鋁合金的焊接方法主要集中在TIG焊、MIG焊和激光電弧復(fù)合焊。TIG焊和MIG焊由于熱源發(fā)散，能量密度低，焊接熱輸入大，造成接頭性能差。激光電弧復(fù)合焊由于鋁合金材料對光的反射率高，焊接效率低，同時設(shè)備昂貴且操作復(fù)雜，焊接成本過高。以上鋁合金的焊接方法均不能同時具備焊接質(zhì)量可靠且焊接效率高兩方面的特點。而變極性等離子弧焊接具有高能量密度、高焊接效率的特點，對于保證鋁合金焊接質(zhì)量，提高焊接過程穩(wěn)定性具有重要意義。
[0004]目前，變極性等離子弧焊接已嘗試用于鋁合金焊接，相關(guān)報道有:
[0005](I)李國偉，韓永全，陳芙蓉，樊偉杰，洪海濤，7系高強鋁合金變極性等離子弧焊接方法，中國發(fā)明專利，公開號CN104607779A，公開了一種7系高強鋁合金變極性等離子弧焊接方法。但該方法使用的立式焊接工藝裝備相對復(fù)雜，受焊接方式的限制，不能充分滿足某些特殊場合的應(yīng)用，應(yīng)用范圍受到限制。同時由于鎢極內(nèi)縮量小，電弧挺度差，電弧穩(wěn)定性不好，不利于保證焊接穩(wěn)定性和焊接質(zhì)量。
[0006](2)學(xué)者陳桂芳:“2A14鋁合金VPPA橫焊工藝及熔池行為研究”，哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文，2013年。采用變極性等離子弧進(jìn)行2A14鋁合金橫焊，受焊接方式的制約，其工藝裝備復(fù)雜，操作便捷性差。焊接電流大，熱輸入量大，焊件變形大，易產(chǎn)生裂紋、氣孔焊后缺陷，成形困難，焊縫質(zhì)量差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對上述存在的技術(shù)問題，為解決鋁合金焊接方法中存在的焊前處理工序復(fù)雜、接頭質(zhì)量差、焊接效率低、易生缺陷等問題，本發(fā)明提供一種變極性等離子弧焊接鋁合金的方法。
[0008]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:
[0009]本發(fā)明一種變極性等離子弧焊接鋁合金的方法，包括以下步驟:
[0010]S1、根據(jù)鋁合金板材厚度確定焊縫熔深熔寬要求，所述的焊縫熔深熔寬要求為熔寬I?4mm，恪深0.5?2.5mm;
[0011 ] S2、根據(jù)焊縫熔深熔寬要求確定焊接參數(shù):鎢極內(nèi)縮量范圍:6mm?8mm；正極性電流范圍:20A?40A，反極性電流范圍:40A?60A;交流頻率范圍:15HZ?35HZ;反極性時間占周期時間比例范圍:10%?15%;離子氣流量范圍:6.5L/min?9.5L/min。
[0012]進(jìn)一步地，所述的鋁合金為中等強度的可熱處理強化Al-Mg-Si系鋁合金。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:
[0014]1.采用本發(fā)明的方法，電弧挺度好，穩(wěn)定性高，熱輸入量較小，焊縫成形穩(wěn)定，缺陷明顯降低，有益于細(xì)化微觀組織、改善力學(xué)性能、提高焊接質(zhì)量和焊接效率。
[0015]2.本發(fā)明工藝裝備簡單、操作便捷，拓寬了變極性等離子弧在Al-Mg-Si系鋁合金薄板精密加工領(lǐng)域的應(yīng)用。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明變極性等離子弧焊接示意圖。
[0017]圖中:1.鋁合金，2.熔池，3.保護氣，4.離子氣，5.焊槍鎢極，6.焊槍噴嘴，7.保護氣罩。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0019]實施例1:以6061-T651鋁合金I板材為例，根據(jù)焊縫熔深熔寬要求:熔寬I?1.5mm，熔深0.5?1.0mm，設(shè)定焊接參數(shù):正極性電流20A、反極性電流40A、交流頻率15HZ、反極性時間占周期時間比例12%、離子氣流量6.5L/min、保護氣流量7L/min、焊接速度260mm/min。如圖1所示，調(diào)整焊槍鎢極5內(nèi)縮量6mm，焊槍噴嘴6距鋁合金板材I高度12mm，同時變極性等離子弧焊槍軸線布置于焊縫中心，保護氣3和離子氣4通過同軸布置的保護氣罩7和焊槍噴嘴6同步輸送。焊接前采用丙酮清理焊件表面油污，然后無水乙醇洗凈。通過各參數(shù)的合理匹配，獲得熔池2成形穩(wěn)定，焊縫上下表面形貌良好，組織纖細(xì)均勻，力學(xué)性能顯著提高。
[0020]實施例2:
[0021]以6061-T651鋁合金I板材為例，本例與實施例1不同的是:根據(jù)焊縫熔深熔寬要求:熔寬2?4mm，熔深1.5?2.0mm，設(shè)定焊接參數(shù):正極性電流35A、反極性電流55A、交流頻率30HZ、反極性時間占周期時間比例15 %、離子氣流量8L/min、保護氣流量9L/min、焊接速度240mm/min。調(diào)整焊槍媽極5內(nèi)縮量8mm，焊槍噴嘴6距招合金板材I高度9mm。
[0022]實施例3:以6061-T651鋁合金I板材為例，本例與實施例1不同的是:根據(jù)焊縫熔深熔寬要求:恪寬2?4mm，恪深1.5?2.5mm，設(shè)定焊接參數(shù):正極性電流40A、反極性電流60A、交流頻率35HZ、反極性時間占周期時間比例10 %、離子氣流量9.5L/min、保護氣流量9L/min、焊接速度240mm/min。調(diào)整焊槍媽極5內(nèi)縮量7mm，焊槍噴嘴6距招合金板材I高度9mm。
[0023]以上所述實例僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種變極性等離子弧焊接鋁合金的方法，其特征在于:包括以下步驟: 51、根據(jù)鋁合金板材厚度確定焊縫熔深熔寬要求，所述的焊縫熔深熔寬要求為熔寬I?4mm，恪深 0.5?2.5mm; 52、根據(jù)焊縫熔深熔寬要求確定焊接參數(shù):鎢極內(nèi)縮量范圍:6mm?8mm；正極性電流范圍:20A?40A，反極性電流范圍:40A?60A;交流頻率范圍:15HZ?35HZ;反極性時間占周期時間比例范圍:10%?15%;離子氣流量范圍:6.5L/min?9.5L/min。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變極性等離子弧焊接鋁合金的方法，其特征在于:所述的鋁合金為中等強度的可熱處理強化Al-Mg-Si系鋁合金。
【專利摘要】一種變極性等離子弧焊接鋁合金的方法，屬于電弧焊接技術(shù)領(lǐng)域。包括以下步驟：根據(jù)鋁合金板材厚度確定焊縫熔深熔寬要求，所述的焊縫熔深熔寬要求為熔寬1～4mm，熔深0.5～2.5mm；根據(jù)焊縫熔深熔寬要求確定焊接參數(shù)：鎢極內(nèi)縮量范圍：6mm～8mm；正極性電流范圍：20A～40A，反極性電流范圍：40A～60A；交流頻率范圍：15HZ～35HZ；反極性時間占周期時間比例范圍：10％～15％；離子氣流量范圍：6.5L/min～9.5L/min。采用本發(fā)明的方法，電弧挺度好，穩(wěn)定性高，熱輸入量較小，焊縫成形穩(wěn)定，缺陷明顯降低，有益于細(xì)化微觀組織、改善力學(xué)性能、提高焊接質(zhì)量和焊接效率。
【IPC分類】B23K10/02
【公開號】CN105618912
【申請?zhí)枴緾N201610130857
【發(fā)明人】吳東江, 白雙熒, 馬廣義, 唐偉東, 吳敏杰, 李茂程
【申請人】沈陽富創(chuàng)精密設(shè)備有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2016年3月8日