采用冷金屬過(guò)渡焊接技術(shù)（CMT）對(duì)15 mm厚的5083鋁合金板在不同工藝參數(shù)下進(jìn)行焊接試驗(yàn),對(duì)焊縫質(zhì)量進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,在較低的焊接速度和較高預(yù)熱溫度下焊縫氣孔少;在較高的焊接速度和較低的預(yù)熱溫度下可以避免角變形等焊接缺陷的發(fā)生。利用金相顯微鏡對(duì)顯微組織進(jìn)行觀察分析,發(fā)現(xiàn)試樣的焊接速度低而預(yù)熱溫度高,焊縫處容易形成規(guī)則的等軸晶,各個(gè)區(qū)域的形貌差異更加明顯;經(jīng)過(guò)焊接接頭硬度分布測(cè)試,發(fā)現(xiàn)焊縫區(qū)顯微硬度存在一個(gè)最低值,約為50HV。 

【文章來(lái)源】：熱加工工藝. 2020,49(15)北大核心

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5083鋁合金厚板焊接接頭宏觀形貌

圖1 5083鋁合金厚板焊接接頭宏觀形貌產(chǎn)生角變形的原因分析如下：鋁合金的線膨脹系數(shù)較大，這就使焊接過(guò)程中焊縫收縮量較大，此外，焊縫的截面為V型，上大下小，因此橫向收縮在焊縫的厚度方向上分布不均勻，焊接時(shí)熔池承托不住焊件的重量，導(dǎo)致兩側(cè)板下垂，于是引起了一定角度的角變形。變形量的大小取決于熔化區(qū)的寬度、深度以及熔深與板厚之比，當(dāng)然，焊道次序、接頭類型、材料性能、焊接工藝參數(shù)等對(duì)角變形也有重要的影響。研究發(fā)現(xiàn)[3]，預(yù)置溫度場(chǎng)有利于改善鋁合金的焊接接頭性能。比較兩種工藝，分析得出：1號(hào)試樣預(yù)熱到100℃足以保證在始焊處有足夠的熔深，材料還處于彈性狀態(tài)，塑性變形區(qū)未能貫穿板厚，因此幾乎沒(méi)有產(chǎn)生焊接變形；而2號(hào)試樣焊接速度低，熱輸入量比較大，導(dǎo)致板材正反面產(chǎn)生了很大的溫差，因此產(chǎn)生了嚴(yán)重的角變形。

圖3為試樣接頭界面在低倍顯微鏡下的局部組織形貌。通過(guò)對(duì)兩組試驗(yàn)工藝條件對(duì)比，發(fā)現(xiàn)主要工藝差別在于基材預(yù)熱溫度和焊接速率。當(dāng)基材預(yù)熱溫度為100℃時(shí)，焊縫氣孔較大；而當(dāng)基材預(yù)熱溫度為230℃時(shí)，焊縫氣孔較小。此外，仔細(xì)觀察圖2(a）、（b）也可以發(fā)現(xiàn)，1號(hào)試樣焊縫中的氣孔較多；而2號(hào)試樣焊縫中心的氣孔相對(duì)較少�？紤]到1號(hào)試樣焊接速率為60cm/min，而2號(hào)試樣焊接速率為40cm/min，推測(cè)焊接速率越高，氣體來(lái)不及溢出，所以焊縫中氣孔較多；而焊接速率越低，氣孔有時(shí)間溢出，因此焊縫中的氣孔相對(duì)較少。通過(guò)觀察與比較磨拋后的兩個(gè)試樣的顯微組織，發(fā)現(xiàn)采用焊前預(yù)熱可以降低熔池冷卻速率，增加預(yù)熱溫度，有助于在一定時(shí)間內(nèi)從熔池中去除氣泡。此外，在操作技術(shù)上，開(kāi)始焊接時(shí)，零件溫度低、散熱快，熔池冷卻速度快，宜采用引弧板防止焊接氣孔的產(chǎn)生。2.3 接頭顯微組織

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鋁合金厚板CMT補(bǔ)焊工藝試驗(yàn)[J]. 路浩.  焊接學(xué)報(bào). 2015(05)
[2]5083鋁合金厚板超窄間隙光纖激光焊接接頭組織與性能[J]. 張國(guó)偉,肖榮詩(shī).  中國(guó)激光. 2014(09)
[3]5083鋁合金TIG焊接頭組織與性能分析[J]. 陳澄,薛松柏,孫乎浩,林中強(qiáng),李陽(yáng).  焊接學(xué)報(bào). 2014(01)

碩士論文
[1]鎂合金/鋁合金CMT焊接技術(shù)研究[D]. 孟艷東.江蘇科技大學(xué) 2016
[2]船用5083鋁合金板材攪拌摩擦焊技術(shù)研究[D]. 古寶康.華南理工大學(xué) 2014



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