6082鋁合金MIG焊接工藝研究

任曉光（遼寧機電職業技術學院,遼寧 丹東 118009）

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6082鋁合金MIG焊接工藝研究

任曉光
（遼寧機電職業技術學院,遼寧 丹東 118009）

摘 要：本文研究了6082鋁合金的MIG焊焊接工藝。通過選擇相應的坡口形式，選擇合理的預熱溫度，極大提高了6082鋁合金焊接接頭的質量。射線探傷、力學性能測試、金相顯微測試觀察結果表明，焊接接頭中未出現超標焊接缺陷，接頭力學性能滿足標準要求，接頭中組織對比顯示熱影響區為整個焊接接頭的薄弱環節。

關鍵詞：6082鋁合金；焊接；工藝

0 引言

6082鋁合金屬Al-Mg-Si系鋁合金，可熱處理強化，具有良好的焊接性和機械加工性，此外還具有較高的強度，其T6狀態具有較高的機械特性，能滿足良好機械加工性的要求，目前廣泛用于機械加工、汽車制造、軌道交通、造船等領域［1-3］。而在汽車制造中，鋁合金車體的焊接是關鍵技術之一，如何解決鋁合金焊接中易出現的裂紋、氣孔等焊接質量問題已悄然成為汽車加工過程中的一個重點同時也是難點的問題［4］。

1 試驗材料與試驗方法

1.1 試驗材料

本次試驗所用母材為6082-T6鋁合金，試驗選用的焊接材料為AlMg4.5MnZr焊條，牌號ER5087。焊接試塊尺寸為150mm×100mm×5mm。

1.2 試驗方法

試驗采用手工熔化極惰性氣體保護焊為焊接方法（即MIG焊），保護氣體為氬氣，純度≥99.99%。焊接過程中采用自制工裝夾具夾持試塊，采用直流反接形式平位置焊接。

2 試驗工藝確定

2.1 坡口形式

坡口的選擇對鋁合金焊接接頭的熔透及氣孔產生都有著重要影響，本試驗中對焊件采用單V形坡口。坡口尺寸為坡口角度70°，鈍邊厚度1mm，根部間隙1mm。

2.2 試件焊前預處理

本試驗在焊前對坡口及其周邊10 mm以內區域進行了清理，采用不銹鋼刷清除試塊表面至露出金屬光澤為止。此外，焊前對焊件進行了預熱處理，預熱溫度為100℃。

2.3 焊接參數設定

焊接時采用焊接電流I=120A，焊接電壓U=20.5V，焊接速度v=62cm/min，氣體流量Q=20L/min。

3 測試與分析

3.1 射線探傷與分析

焊后對焊件進行了RT探傷檢驗，按照GB3323-2005標準對焊縫探傷結果評定。從探傷底片中未發現裂紋、夾渣、未熔合等焊接缺陷，僅發現存在單個小尺寸氣孔，氣孔尺寸未超標，滿足標準要求。

3.2 力學性能測試與分析

焊接接頭的力學性能測試按照GB2651《焊接接頭拉伸試驗方法》進行。經測試，焊接接頭的抗拉強度≥196.59R|MPa，屈服強度≥143.73R|MPa，斷后伸長率A=9.5%，冷彎角=180°。從力學性能測試結果可知，試驗所制得的焊接接頭力學性能良好，焊接接頭的抗彎性能、抗拉強度及斷面伸長率都符合相關標準要求。

3.3 金相檢驗與分析

圖1 母材顯微組織

圖2 焊縫金屬顯微組織

圖3 熱影響區顯微組織

圖1—圖3分別為母材、焊縫金屬、熱影響區的金相顯微組織照片。

由圖1可以看出，6082鋁合金母材顯微組織晶粒均勻、細小，晶體方向性均一且晶界均勻，表面母材有良好的力學性能。圖2顯示焊縫區組織為明顯的急冷鑄態，組織致密，晶粒以典型聯生結晶特征呈等軸樹枝晶狀態分部，晶粒較為細小，表面焊縫組織具有良好的強度和韌性。圖3顯示的是熱影響區顯微組織，晶粒分布與焊縫區相似呈柱狀樹枝晶分布，從晶粒尺寸看該區域組織明顯比母材和焊縫區組織粗大，表面該區域韌性較差，對焊接接頭力學性能有著直接影響，是焊接接頭三個區域中最薄弱的環節。這有可能是在焊接過程中，導致大部分熱量不斷被傳遞到焊件四周，促使熱影響區晶粒生長過程中產生很大的過冷度，促使該區域組織在過冷狀態下樹枝晶生長變得粗大。

4 結論

（1）在本試驗中采用MIG焊焊接6082鋁合金時，焊前100℃的預熱溫度可以有效控制鋁合金焊接接頭中易出現氣孔的問題；

（2）通過相關測試，本試驗焊接工藝制得焊件焊接接頭內部無超標焊接缺陷，力學性能良好；

（3）從焊接接頭三個區域金相顯微組織對比可以看出，焊縫區主要由細小的等軸樹枝晶組成，而熱影響區樹枝晶尺寸粗大，屬薄弱環節，也是影響焊接接頭性能和焊接質量的重要區域。

參考文獻：

［1］黃旺福,黃金剛.鋁及鋁合金的焊接指南［M］.湖南科技出版社,2004（05）：2-56.

［2］過福權.鋁合金在鐵道車輛上應用的探討［J］.中國金屬通報, 2011,06（03）：77-84.

［3］劉煒.6082合金船用鋁型材的生產工藝研究［J］.鋁加工,2001,24（03）：19-22.

［4］邱桂杰,楊洪忠,高國強等.高速列車用復合材料國內外現狀與趨勢［J］.高科技纖維與應用,2005,30（06）：26-30．

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.12.041

作者簡介：任曉光（1982-），男，遼寧丹東人，碩士研究生，講師，研究方向：材料加工。