铝合金螺旋管焊接成型工艺技术研究(2)
结 论 28
致 谢 29
参考文献 30
1 绪论
铝合金在现代汽车的轻量化中扮演着极为重要的角色,被认为是21世纪最富于开发和应用潜力的“绿色材料”。采用铝合金材料,可提高汽车的安全性,因此,日益受到汽车部门的青睐,许多汽车厂家都将其作为研究的重点和减轻质量问题的理想材料[1]。这样就避免不了铝合金之间的焊接。铝镁合金熔点低，焊缝金属凝固时间短，液态铝合金凝固冷却过程中氢的溶解度发生突变，将有大量的氢析出形成气孔。从物理性能上分析，铝的导热性很强，金属结晶过程加快，铝的密度小，气泡上浮速度慢，会使熔池中形成的氢气泡来不及逸出，产生气孔[2]。另外，铝镁合金焊缝易产生热裂纹，主要是由于存在易熔共晶体。铝镁合金线膨胀系数大，导热性强，在焊接凝固时容易产生缩孔及较高的内应力，具有较大的热裂倾向。因此，铝镁合金的焊接过程中会遇到很多难点。而且本课题所要研究的是高强耐蚀铝镁合金螺旋管的焊接工艺与焊接难点，这样就更加的加大了焊接困难。
为了解决高强耐蚀铝镁合金螺旋管的焊接难题，在本课题我们将研究使用双面双弧TIG焊来来完成铝镁合金板之间的对接，利用化繁为简的方法研究铝镁合金板的焊接难点，并找到解决方法，从而再利用所得到的结果去应用到铝镁合金螺旋管的焊接中，来验证试验得出的结论是否可行，并制定规范的工艺参数。然后将试验后的焊缝进行硬度测试，拉伸试验等强度测试。在这里介绍下双面双弧TIG焊不同于其他焊接方法的优越处[3]：
(1)焊缝正背两面都可通过交流TIG焊阴极破碎功能去除和清理氧化膜,更有利于熔池的形成；
(2)双枪双面焊接使焊接冶金过程在同一个熔池中进行,正面焊枪熔焊过程中须填加焊丝,保持适量的熔池填充金属,使焊缝双面成形饱满、美观；
(3)背面焊枪主要是实现焊缝背面保护和背面补充加热,使焊缝正、背面同时处于充分的氩气保护状态下,避免焊缝高温区与周围空气发生反应,且使焊接区热量更加集中,确保熔池金属充分的流动,有效的减少了焊缝内、外部的焊接和成形缺陷。
(4)焊缝正背两面的熔池表面均不断受到冷态氩气流的冲刷,使接头冷却速度加快,改善了接头的组织和性能。
1.1 铝镁合金焊接技术研究现状
1.1.1 低频调制型脉冲MIG焊
低频调制型脉冲是用0.5~50Hz的低频脉冲对频率较高的单位脉冲（控制熔滴过渡的脉冲）的峰值和时间进行调制，使单位脉冲的强度在强和弱之间低频周期性切换，得到周期性变化的强弱脉冲群，电弧力和热输入也相应的随低频调制频率变化而变化。
低频调制型脉冲MIG焊时，为了保证规则的喷滴型脉冲过渡，要求强弱脉冲均能实现一个脉冲过渡一个熔滴。由于铝焊丝一脉一滴的脉冲强度范围比较宽，故很容易控制达到这一要求。从而低频调制型脉冲MIG焊非常适合铝合金焊接，并充分发挥其优点。用它焊铝及其合金，不仅能获得鱼鳞状焊缝表面，而且能扩大可焊焊接接头的间隙变化范围，减少焊接气孔，细化焊缝晶粒，降低焊缝裂纹敏感性。
在很多场合，低频调制型脉冲MIG焊在质量上可代替TIG焊，焊一些内在质量和表面质量要求均很高的铝合金部件，如自行车架、壳体、油箱等[5]。
1.1.2 交流MIG焊
交流MIG焊发展较早，但在许多国家，特别是日本，仍在不断的加强和完善，如过零技术，起弧技术等。交流MIG 焊可用于焊非常薄的铝板，焊丝位于负极时，可加快焊丝的熔化速度；当焊丝为正极时，可实现阴极破碎作用。因此可很灵活地调节电流波形来满足焊接现场要求。焊丝处于负极时，在同样的送丝速度下，焊接电流可大大降低。如焊丝50%为负极时，焊接电流可降低40%。焊接电流的降低，减少了热输入，可实现小电流焊较粗的焊丝，在烧穿可能性小的情况下，可提高焊接速度，减少焊接热变形，同时还加强了坡口熔合性能[5,6,8]。