单纯的TIG焊焊接方法比较落后,如今科研人员更多的选用辅助焊接设备或者复合焊接来进行TIG焊,这样得到的焊缝外形更加美观,焊缝的力学性能更高。
单纯的TIG焊焊接方法比较落后,如今科研人员更多的选用辅助焊接设备或者复合焊接来进行TIG焊,这样得到的焊缝外形更加美观,焊缝的力学性能更高。
2、 氦弧焊研究现状
采用氦气保护的TIG焊在过去也得到了研究,但是研究方向主要集中于增加焊缝熔深上。现对其研究现状作简要介绍。
朱正行等人研究了氦弧与氩弧形态的对比[20]。试验结果表明,氦弧呈球状,电弧电压更高,这种现象只有当氦气含量高于80%时才会体现出来。
许良红[21]等人研究了保护气体对铝合金焊缝组织的影响。该实验采用2519铝合金作为母材,保护气体选用氩气和氦气的二元混合气体或者氩气、氦气和二氧化碳的三元混合气体。试验结果表明,氦氩混合气作为保护气时,氦气的比例越高,气孔的数量和尺寸则越少,焊缝组织余越致密;当氦气的比例为70%时,气孔数目最少,组织最致密;当把氦气比例降为69%,再加入1%的二氧化碳时,气体数目进一步减少,但对组织影响不大。
雅文翠对高频脉冲钨极氦弧焊进行了研究。该试验采用LD10高强铝合金进行研究。该试验表明,采用高频脉冲之后,焊缝成形更加美观,且焊缝的熔宽比比交流的氩弧焊和直流的氦弧焊相比更大,焊缝的晶粒组织更细小,焊缝的力学性能更加优良[22]。
对于TIG焊来说,以往人们研究的重点主要集中到以下几个方面:采用氩气作为保护气体研究焊接电流、电弧电压等物理参数对焊接成形的影响;焊接电弧形状对焊缝成形的影响等。但是对于TIG焊的高速焊接,尚未有人进行研究,因此该课题的研究对于铝合金TIG焊来说是一个全新的尝试。
3、 铝合金其他焊接方法的研究现状
随着科研人员对铝合金焊接的深入研究,目前,铝合金的焊接已经取得了显著地进展。目前铝合金有很多的焊接方法,比如熔化极惰性气体保护焊(MIG),电子束焊接技术(EB Welding),搅拌摩擦焊(FSW),激光焊,激光-MIG复合焊(Hybrid welding)等均可以应用于铝合金的焊接中。这些焊接技术应用于铝合金的焊接中时各用特点,下面是部分焊接技术的研究现状。
英国的Ibrahim Sevim,Fatih Hayat,Yakup Kaya等人研究了经过时效热处理的铝合金MIG焊的焊接性[23]。由于6×××系和7×××系铝合金实验材料选用6061-T6和7075-T651铝合金,铝板尺寸为300mm×300mm×2mm。焊接操作前,对6061和7075铝合金分别进行了520℃和480℃保温,保温时间为2小时,然后进行水淬,水淬温度为20℃。然后将6061和7075铝合金分别保温,保温温度分别为185℃和150℃,保温时间分为1h,4h,10h,14,24h不等。MIG焊焊机为SynchroPulse Synergic Fronius,保护气体为纯氩,送气速度为110L/min焊丝牌号为S-AlMg4,5MnZr,焊丝直径为1.2mm。焊接电流为73A,电弧电压为17.5V焊接速度选定10cm/min。焊接试验设计方法见表1-2,MIG焊示意图见图1-2。
表1-2 试验母材的搭配及处理情况
焊接编号 母材A 母材B 焊接代码*
1 6××× 6××× 6×-6×
2 6××× 6aging 6×-a
3 6aging 6aging 6a-6a
4 7××× 7××× 7×-7×
5 7××× 7aging 7a-7a
6 7aging 7aging 7a-7a
7 6××× 7××× 7×-7×
8 6××× 7aging 7a-7a
9 6aging 7××× 7×-7×
10 6aging 7aging 7a-7a
*6×:6061,6a:6061 aging ,7×:7075,7a:775aging
图 1-2 MIG焊示意图
实验结果表明,试样的硬度和抗拉强度数值取决于母材的时效温度和保温时间;显微硬度试验表明7×××系铝合金的最高硬度要高于6×××系铝合金的硬度;抗拉试验表明,不管是6×××系铝合金还是7×××系铝合金,经过时效处理后,其抗拉强度均有明显提高。
徐海涛等人研究了使用MIG焊自动焊工艺焊接铝合金[24]]。该试验分别采用双丝MIG焊和单丝MIG焊焊接铝合金,焊接完成后对焊接接头进行组织观察和力学性能试验。试验结果表明,双丝MIG焊的焊接速度更快,焊接效率更高,并且和单丝MIG焊相比,双丝MIG焊焊缝成形更加美观,焊接接头的晶粒更加细小,因而焊接接头的强度更高。非常适合于铝合金车体焊接。