补焊对5A06铝合金变极性等离子焊接接头的影响

本文通过拉伸、金相检测等试验,对变极性等离子弧焊接接头及采用手工钨极氩弧焊分别进行了一次补焊、两次补焊的5A06铝合金变极性等离子焊缝焊接接头性能和组织进行了研究。结果表明：5A06铝合金变极性等离子弧焊缝出现缺陷时,可采用手工钨极氩弧焊进行补焊,补焊后焊缝抗拉强度有明显下降,但仍能达到母材抗拉强度下限值的90%。对比正常变极性等离子弧焊焊缝,补焊后焊缝区形成明显的枝晶网络,强化相β相及杂质相沿枝晶晶界析出,在晶内形成大量的空白区域,两次补焊后合金相沿晶界析出更为粗大,网状特征更为明显。

航天铝合金变极性等离子弧焊焊接接头的腐蚀与疲劳交替研究

随着可重复使用航天器理念的提出,可重用航天器多次空天往返和地面修复过程的腐蚀与疲劳交替问题不可忽视。本工作以5A06铝合金变极性等离子弧焊焊接接头为研究对象,对焊接接头进行腐蚀与疲劳交替试验,研究不同单位腐蚀时间对腐蚀与疲劳交替工况下疲劳寿命的影响。通过扫描电子显微镜和激光共聚焦显微镜对其断口进行表征,分析了腐蚀与疲劳交替后焊接接头的损伤特性。结果表明,随着单位腐蚀时间的延长,腐蚀与疲劳交替寿命呈现先下降后平稳的趋势。这主要归因于腐蚀会钝化疲劳裂纹尖端,形成新的点蚀坑,同时钝化疲劳过程中的侵入/挤出和微裂纹降低了表面应力的集中程度,使疲劳寿命相对延长,从而反映出寿命保持稳定的状态。其中,断裂位置均处于热影响区,这主要因为焊接热影响区耐腐蚀性差,易造成严重腐蚀损伤,较大的腐蚀坑引起严重的应力集中,从而加速裂纹萌生。

7075铝合金中厚板变极性等离子穿孔立焊工艺

采用厚10 mm的7075铝合金板材为研究对象,以焊缝正面熔宽和背面熔宽为特征参数,研究变极性等离子弧穿孔立焊铝合金的工艺特点以及焊接参数变化对焊缝成形特性的影响,分析多种参数变化对焊缝成形的影响规律。结果表明,通过优化正反极性电流、离子气流量、送丝速度、焊接速度等工艺参数的合理匹配,可获得具有稳定穿孔效应并保证穿孔熔池力和热平衡的焊缝,避免了热裂纹、气孔等缺陷的产生,其外观均整、焊接变形小、焊接效率高。

2A14铝合金变极性等离子横向焊缝成形特点

对6 mm厚2A14铝合金变极性等离子弧横向焊接的难点及焊接工艺参数的特点进行了研究,通过横向焊穿孔熔池受力分析,阐释了变极性等离子横向焊缝成形缺陷产生的原因.变极性等离子弧横向焊接的难点是焊缝正面和背面的咬边缺陷及焊缝上部(靠近熔合线)宏观气孔的聚集.稍小的焊接线能量有利于消除横向焊缝正面咬边缺陷,稍大的焊接线能量有利于消除焊缝背面咬边缺陷.分析认为变极性等离子横向焊缺陷的产生与穿孔熔池受力平衡及重力方向改变导致的流动密切相关.

厚板铝合金变极性等离子弧横焊接头性能分析

以厚度8mm的2219铝合金为对象，采用变极性等离子弧工艺，获得了焊缝成形良好的横焊接头。通过分析对比焊接电流与离子气流量匹配关系，获得了横焊工艺规范窗口。同时，研究了横焊接头不同区域组织及力学性能。结果表明：采用焊接工艺窗口内的参数焊接的横焊接头，抗拉强度约为240～250MPa，延伸率在3．1％～3．5％之间，接头断裂位置主要发生在接头上部熔合线附近的气孔密集区。接头组织具有不对称性，上部组织更为细小，接头中心位置显微硬度最低，两端热影响区硬度逐渐增高。

5A06铝合金超快变换极性VPTIG焊接工艺

研发了一种适用于铝合金材料的新型超快速变换变极性焊接工艺,以5A06为焊接对象,通过X射线探伤、拉伸试验、金相分析以及扫描电镜等手段对超快变换VPTIG焊接工艺进行了试验研究。试验结果表明,超快变换变极性TIG焊接工艺能够显著改善和提高5A06铝合金的焊接质量。

铝合金变极性等离子弧平焊工艺

分析了薄板铝合金变极性等离子弧平焊工艺稳定性机理。试验采用自行研制的变极性等离子弧焊接电源,对1060铝合金薄板采用变极性等离子弧平焊工艺,分析了在变极性等离子弧焊接过程中,焊接电流、离子气流量、送丝速度等参数对焊缝成形的影响,获得了良好的焊缝质量。

铝合金变极性等离子焊阴极清理规律研究

变极性等离子弧焊是近年来发展起来的用于铝及其合金焊接的一种新方法,其核心问题之一是如何合理利用阴极清理作用并减少钨电极烧损。采用自行研制的变极性等离子弧焊设备对阴极清理作用效果及其相关因素进行了研究,找到了其一般规律。

2219铝合金变极性等离子弧穿孔焊接工艺研究

采用上坡焊的方法,以不同的焊接倾角对2219铝合金进行变极性等离子弧穿孔焊接。通过对不同焊接倾角条件下得到的焊缝进行焊缝成形、焊缝尺寸、显微组织及焊缝强度的分析,得出不同焊接倾角对变极性等离子弧穿孔焊接的影响。结果表明,当焊接倾角小于20°时,焊缝不能良好成形;当倾角小于40°时,焊缝区有少量气孔。

5083铝合金中厚板变极性等离子弧立焊工艺试验

通过对16mm厚5083铝合金板变极性等离子弧立焊试验及焊后对焊缝进行各项无损检测及力学性能检测,证明变极性等离子弧焊焊接中厚铝合金板的可行性,并制定出一套成熟的焊接工艺。焊接试验结果表明,变极性等离子弧穿孔立焊中厚板铝合金,在氩氦混合气体保护下,焊前不用预热,不开坡口一次性可焊透16mm厚铝合金,焊缝成形好,接头性能优,可以实现单面焊双面成形,减少对中厚板铝合金的多层道焊,生产效率高。

2219-T87铝合金变极性等离子焊接接头软化行为分析

采用变极性等离子焊接4 mm厚的2219-T87铝合金板材,并对焊接接头的软化行为进行试验研究。通过拉伸试验、硬度测试和微观金相试验来分析焊接接头的强度、硬度、组织,系统研究变极性等离子焊接接头软化行为,并与TIC焊工艺方法进行对比试验分析。结果表明:采用变极性等离子焊接4 mm厚的2219-T87铝合金板材,焊接接头的拉伸性能优于TIG焊,抗拉强度平均提高了6%左右,断后伸长率平均提高了67%左右;焊缝区和热影响区的硬度都高于TIG焊;从试验测试点数来看,采用VPPA焊接的焊缝熔宽和热影响区宽度都较小;热影响区的第二相质点都存在一定的长大,但长大倾向较小。总的来说采用变极性等离子焊接4 mm厚的2219-T87铝合金板材,有效改善了焊接接头的软化,提高了接头的强度。

2219铝合金变极性等离子弧穿孔立焊工艺研究

通过典型不等厚度2219铝合金变极性等离子弧(VPPA)穿孔立焊焊接工艺试验,研究了VPPA立焊工艺特性和工艺参数对焊缝成形的影响,并评定了接头的综合性能,确定了接头的最佳焊接工艺。试验表明,采用匹配的工艺参数进行VPPA立焊,可形成稳定穿孔效应和良好成形,其焊缝无任何气孔、夹杂,力学性能和接头质量高于TIG焊缝。

2219铝合金及变极性等离子接头的低温力学性能

通过拉伸试验,测定了2219-T87铝合金母材及其变极性等离子焊焊接接头不同温度下的力学性能。利用光学显微镜与扫描电镜等手段,对母材和焊接接头的微观组织及断口形貌进行了观察和分析,研究了低温对母材和焊接接头性能的影响。试验结果表明,该铝合金具有低温增强增韧现象,适用于低温条件下工作;VPPAW接头强度塑性提高的同时低温延伸率变化不大。探讨了低温对母材及焊接接头性能的影响机理。

5A06铝合金变极性脉冲交流氩弧焊工艺研究

随着科学技术的发展，轻质量、高强度的金属材料越来越多地得到应用，铝合金以其低温特性、顷最轻、强度高的优点，已被广泛地应用在航空舟充天、汽车和民用工业中，成为一种重要的加工材料。为r满足现代航天工业的发展，具有良好力学性能的防锈铝5A06（材料物理性能见表1）的无缺陷连接成为现代发展的需要。

变极性等离子弧立焊穿孔熔池的稳定建立

改进焊接工艺控制时序,编制起弧系统控制平台及信号采集程序。采用改进的起弧系统对2219铝合金和LF6铝合金薄板及中厚板进行变极性等离子弧立焊工艺试验,利用红外线测温仪检测起弧过程中焊接熔池区域附近的点随预热时间的温度变化,并把该曲线上的临界温度作为检测穿孔熔池是否形成的标志,计算机根据穿孔时刻的临界温度控制焊件行走的使能信号。研究表明：改进的起弧系统能够简化设备操作,提高自动化程度与工作效率；在穿孔形成的瞬间,检测点的温度有一个从高到低的突变过程(穿孔前的瞬间温度达到临界值),而且对于同一检测点,多次测量得到的临界温度基本稳定：起弧阶段向主焊接阶段过渡稳定,能够实现穿孔熔池的稳定建立,从而验证改进的起弧控制系统的可行性及可靠性。

5A06铝合金薄板VPPA焊接工艺研究

通过对2.8 mm厚的5A06铝合金变极性等离子焊接穿孔工艺研究,获得了薄板铝合金VPPA优化的焊接工艺参数。焊缝外观成形良好,X射线无损检测表明,VPPA接头无气孔等缺陷。金相试验表明,焊缝区显微组织晶粒纤细,组织均匀。变极性等离子弧焊接头常温抗拉强度在370～375 MPa之间,断后伸长率平均值为9.7%,其接头强度系数接近达到98.7%,接头未出现软化,为等强匹配焊接接头。

变极性等离子弧穿孔立焊工艺及装备

【主要内容】铝合金的密度比钢低3倍多,是航空航天行业的主要结构材料。由于铝合金表面有一层致密的氧化膜,必须采用交流钨极氩弧焊接工艺,利用铝为负极的"阴极破碎"作用清理氧化膜。但氧化膜的清理只要适量即可,过度清理也会影响焊接过程稳定性和焊缝质量。变极性(VP)焊接电源实质上是一种正负半波的幅值和时间都可调整的不对称交流方波电源,可以在保证合适阴极清理效果前提下,减小钨电极的烧损和增加焊接熔深。

变极性等离子弧焊在壳体与法兰环焊缝焊接中的应用

分析了铝合金变极性等离子弧穿孔焊工艺的特点,采用ER5356焊丝对厚度为7 mm的防锈铝合金5A06进行穿透型变极性等离子弧焊对接环焊缝的焊接试验,分析焊缝成形质量的影响因素,实现了变极性等离子弧焊在某水下产品中壳体与法兰环焊缝连接的应用,焊接过程分为起弧段、穿孔段、焊接段、搭接段、收孔段、收弧段共6个焊接阶段。利用X射线衍射仪、万能拉伸机对接头的质量及力学性能进行检测,结果表明5A06铝合金壳体与法兰对接环焊缝成形良好,焊缝质量满足GJB 294A-2005《铝及铝合金熔焊》Ⅰ级焊缝要求,接头抗拉强度为301 MPa,达到母材的90.2%,断裂位置处于近熔合线处,接头力学性能良好,满足产品的使用要求。

一种实现变极性焊接电流波形的新方法

介绍了一种实现变极性焊接电流波形的新方法。正、负半波电流分别供电 ,在主弧负半波以冷却良好的铜喷嘴代替钨棒作阳极 ,既满足了对铝工件氧化膜清理的需要 ,又降低了钨电极的烧损 。

船用5083铝合金变极性等离子焊接头组织和性能

采用变极性等离子焊接工艺实现了5mm厚船用A5000系铝合金立向上位置焊接,并分析了接头的组织和力学性能。力学试验显示:接头抗拉强度达到295MPa,延伸率达到10%,断裂位置在熔合线附近;焊缝区和热影响区的显微硬度均低于母材,且焊缝中心处最低。接头金相观察发现:熔合线附近的焊缝为粗大的等轴晶组织,但焊缝区大部分为胞状树枝晶组织,从两侧呈对称生长并在焊缝中心处相遇,热影响区为再结晶组织。利用电子探针分析了拉伸断裂位置附近的成分,发现该区域Mg含量偏低且分布不均匀,固溶强化效果下降,组织和成分的不均匀导致该区域成为接头的薄弱部位。