6005A鋁合金的雙絲焊工藝性研究

摘 要：采用TANDEM高速高效雙絲焊機器手對6005A鋁合金型材進行焊接試驗。通過顯微硬度測試及XRD晶體分析儀物相分析、研究了不同工藝接頭的綜合性能，確定了適合工程需要的工藝參數。

關鍵詞：6005A鋁合金；雙絲MIG焊；工藝性

鋁合金是現實生活中的常用的金屬材料，鋁合金的焊接方法很多，高速雙絲氣保護焊作為一種先進工藝，具有熱影響區窄、焊接變形小、缺陷少等特征，是高速、高效、高質量的焊接工藝方法，雙絲自動焊在國內外的應用正越來越廣泛。雙絲焊可調節工藝參數多，焊接質量對工藝及規范參數較為敏感，由于采用雙絲操作，焊接熱過程、熔滴過渡過程和熔池行為與單絲都有很大的不同，既焊接工藝比較復雜，影響過程穩定和焊接質量的因素多。深入研究高速雙絲氣體保護焊在鋁合金焊接方面的應用，必然對解決鋁合金焊接質量和效率的提高有著現實的科學意義。

1 試驗材料及方法

焊接試樣用的基材為國產6005A空心型材，該型材的熱處理工藝為：以擠壓溫度500℃、擠壓速度1m/min進行擠壓，在線風淬火之后，進行175℃，8h人工時效。

2 實驗結果與討論

第一組、第二組、第三組的工藝參數見下表2-1。

三組數據采用相同焊絲和焊接速度，只是Q、H大小不同。將第一組（Q、H一樣大）、第二組（Q大，H小）、第三組（Q小，H大）作對比。第一組、第二組、第三組的熔深熔寬及焊透情況見下表2-2。

通過比較以上三組工藝可看出只有采用前絲功率大，后絲功率小和前后絲功率一樣大的時侯，焊縫被焊透。第二組焊縫的熔深和熔寬較第一組的都大些，而且從焊縫外觀來看，第二組較第一組均勻些。因此采用Q大H小是最佳的功率配比。第三組未焊透的原因可能與焊絲角度有關系。雙絲電弧氣體保護焊兩焊絲之間的夾角直接影響到熔滴過渡、電弧燃燒穩定性和焊縫成形。因此，確定焊絲夾角的大小十分重要。通過第四組的熔深小而且未焊透，可以看出該設備的焊絲角度不易試用前絲功率小后絲功率大的工藝。

焊槍是集氣、電、絲于一體，是雙絲間接電弧氣體保護焊的一個關鍵部分，其結構形狀與幾何尺寸不僅關系到焊槍的使用性能而且關系到雙絲電弧氣體保護焊的電弧穩定性、氣體保護效果和焊接質量等。

對焊絲夾角分別為200、300、450和600進行實驗。在每個角度分別做電壓為29V、30V、3lV和32V的焊接試驗。實時采取電弧穩定燃燒時對應的電流值，測出其最大最小值之差，得到電流波動值，并計算出其波動值相對于電流均方根值的百分比，得到其電流在不同角度時的波動情況。

可以看出，在焊絲夾角為300-500時，其焊接時電流波動范圍較小，焊接工藝穩定，而這時電弧的挺度也比較好，比較適宜進行焊接。母材、焊縫及熱影響區三個區域界限較為明顯。第一組試樣和第三組試樣的熱影響區均有裂紋和氣孔產生。而第二組無裂紋產生，而且焊縫區枝狀組織比較細小。

在焊接電壓及熱效應系數一定的條件下，焊接熱輸入的大小由焊接電流和焊接速度決定。只有在合適的焊接電流與焊接速度相匹配時，在確保焊縫熔透的條件下，焊接時的熱輸入才較小。焊接電流太小或太大，都會導致焊接熱輸入大而使熱影響區變寬，進而影響焊縫組織的力學性能及焊接缺陷等問題。

因此，可以得出結論，采用第二組前絲實際輸出功率占單絲額定功率的85%，后絲實際輸出功率占單絲額定功率的50%時，可以得到較好的焊縫組織。

3 結論

前絲實際輸出功率占單絲額定功率的85%，后絲實際輸出功率占單絲額定功率的50%，焊接速度為160cm/min，可以得到較好的性能。當焊接速度增大時，熔深、熔寬均減小。但在實際焊接過程中，為了保證焊透，需要提高焊接速度，同時必須增大焊接電流及電壓。但電流過大、焊速過高時又易引起咬邊等缺陷。無論前后絲采用怎樣的焊絲匹配，6005A鋁合金焊縫在人工時效的過程中，均有強化相Mg2Si析出，提高了鋁合金的強度。

[參考文獻]

[1]Shamoto E，Altintas Y.Prediction of Shear Angle in Oblique Cutting with Maximum Shear Stress and Minimum Energy Principles [J].Journal of Manufacturing Science and Engineering，1999，121（8）：399-407.

[2]鋁及鋁合金惰性氣體保護焊工藝規程[M].1985.