【摘要】：5083鋁合金廣泛應用于鋁船船體結構中,其在熔化焊過程中易出現氣孔缺陷導致接頭性能下降的問題愈發(fā)地引起關注。通常僅在焊前對試板進行清理或調整焊接工藝參數很難達到防止氣孔的目的。本文針對4mm的5083鋁合金,通過采用不同組元保護氣的方法進行MAG焊焊接工藝試驗,同時分析了氣孔的產生機理,從而實現5083鋁合金MAG焊焊縫氣孔的調控。試驗中采用純氬、純氦、不同組分的氬-氦二元保護氣、氬-氦-二氧化碳和氬-氦-氮三元保護氣對5083鋁合金進行脈沖焊接試驗。通過高速攝影的方法觀察了不同保護氣條件下的電弧形態(tài)和熔滴過渡特征,并同步采集了電流和電壓信號,揭示了不同保護氣條件下的熔滴過渡形式。對電弧燃燒時的特征點進行光譜信號采集,分析不同保護氣條件下光譜信號的差異。對焊后接頭進行X射線檢測,觀察接頭氣孔情況。采用光學顯微鏡、掃描電鏡等設備對接頭進行微觀組織觀測。通過顯微硬度測試、拉伸測試對接頭的力學性能進行分析。在氬-氦二元電弧氣氛下,由于氦氣對電弧的壓縮效果,導致電弧向接頭傳遞的能量增加,接頭熔深會隨著氦氣含量的增加而提高。三元電弧氣氛中,CO_2和N_2的加入不會對熔深產生明顯的影響,但會對電弧產生明顯的壓縮效應。X射線結果表明,相同參數下單組元電弧氣氛時,純氬條件下接頭未焊透,純氦條件下氣孔數量較多。二元電弧氣氛中,當氦氣占比適當時焊縫中氣孔數量較少,而三元電弧氣氛中,CO_2和N_2的加入能有效減少焊縫中的氣孔。高速攝影和電流電壓信號測試分析結果表明:純氬保護時熔滴過渡形式時為射滴過渡,純氦保護時為短路過渡。在氦-氬二元電弧氣氛下,存在兩種過渡形式—噴射過渡與短路過渡。三元電弧氣氛時,熔滴過渡方式為噴射過渡與短路過渡的混合過渡。通過采集到的電弧光譜信號中氫元素譜線的信息能夠對焊后接頭中氣孔情況進行預測。不同的電弧氣氛會對接頭區(qū)域的晶粒尺寸產生一定影響,但三元電弧氣氛中加入CO_2時的影響不明顯。元素掃描結果表明在保護氣中引入CO_2和N_2不會對焊縫內部元素產生影響。焊后焊縫區(qū)是接頭中硬度最低區(qū)域,硬度分布在55-65HV_(0.1)之間,母材區(qū)硬度最高。在20%Ar+80%He保護時,接頭抗拉強度達到最大的214.4MPa,為母材強度的79%。而三元電弧氣氛中,CO_2和N_2加入使得接頭抗拉強度略微降低。
【學位授予單位】：江蘇科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U671.8

【參考文獻】

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1 孟凡林;周崇;;冷變形及退火對船用5083鋁合金板腐蝕性能的影響[J];輕合金加工技術;2015年10期

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3 周立濤;王旭友;王威;王詩洋;;激光掃描焊接工藝對鋁合金焊接氣孔率的影響[J];焊接學報;2014年10期

4 孫志強;;機器人焊接技術在我國造船行業(yè)中的應用與前景[J];廣東造船;2014年04期

5 孟軼;;鋁合金高速船建造特點[J];中國水運;2014年08期

6 閆少華;朱宗濤;聶媛;陳輝;;7N01鋁合金激光-MIG復合焊接工藝研究[J];熱加工工藝;2014年03期

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9 王國振;王春明;王軍;楊上陸;胡席遠;;間隙對5754鋁合金激光填絲搭接焊氣孔的影響[J];中國激光;2012年12期

10 李占明;朱有利;杜曉坤;黃元林;;鋁合金手工GTAW焊接缺陷及其對疲勞性能的影響[J];熱加工工藝;2012年15期

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5 黃浩;2519A鋁合金焊接接頭組織和性能的研究[D];湖南科技大學;2013年

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8 張德雨;鋁合金不同溫濕度條件下焊接氣孔及力學性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2012年

9 曹以恒;鋁合金中氣孔和夾雜相對合金力學性能的影響[D];東北大學;2012年

10 李俊;影響鋁合金鑄件氣孔形成因素的研究[D];沈陽理工大學;2011年

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本文編號：2644250