5A06鋁合金Plasma—MIG焊接工藝淺析

摘 要：Plasma-MIG焊是等離子弧焊和熔化極氣體保護焊（MIG）的綜合焊接方法。使用這種工藝對l0mm厚的5A06鋁合金進行焊接，提高了接頭的強度、韌性，相對于傳統MIG雙道焊均有所提高。

關鍵詞：Plasma-MIG焊；5A06鋁合金；焊接

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.14.044

Plasma-MIG焊接技術誕生于上20世紀70年代，經常被視為等離子弧焊結合熔化極氣體保護焊（MIG）發展而來的。與常規熔化極氣體保護焊相比，Plasma-MIG焊接技術具有焊接過程穩定、小飛濺以及熔敷效率高等優點，特別是用于鋁合金焊接時，其焊縫質量高、晶粒小同時氣孔少等特點。國內對于Plasma-MIG焊接技術介紹較少，這種工藝的優異特點，本文將針對5A06鋁合金進行Plasma-MIG焊接及傳統的MIG焊接，對比分析Plasma-MIG焊接的優勢。

1 試件制備

焊接選用1.6mm的ER5356焊絲[1-2]。其化學成分如表1所示。利用機械加工的方法獲取250mm×80mm×10mm的5A06鋁合金板材試件A，并在板材上加工出一個3mm的60°V形坡口，其中C=0～1mm[1]。采用墊板加工成型槽，確保焊縫背面完好，焊接前做焊前清理。B試件則采用60°全V形坡口。

2 Plasma-MIG焊接

由于Plasma-MIG焊接的工藝參數較多，所以利用正交法，以氣孔率為指標探索各個工藝參數對氣孔的影響，最終綜合分析得出的最佳工藝參數，對加工好的5A06鋁合金試件A進行Plasma-MIG焊接，焊接的工藝參數如表2所示。對B試件進行傳統的MIG雙道焊接，參照文獻所提供的工藝參數如表3所示[2-3]。

3 焊縫性能檢測

3.1 焊縫氣孔檢測

對焊接后的板材試件A與B做X射線無損檢測，結果顯示，在試件A中只有極少量的氣孔存在，相比較而言，B試件焊縫中的氣孔數量比A試件多。

3.2 焊縫力學性能檢測

對焊接后的A、B試件及母材按照國家標準制作尺寸為80mm×10mm×3mm的拉伸試樣，在CSS-44300試驗機上進行測試，加載速度為3mm/min，其拉伸結果如表4所示。

3.3 焊接斷口分析

對A、B及母材三個個試件的拉伸斷口進行宏觀特征分析，三個試件的斷口存在“頸縮”，同時出現剪切唇，表面呈纖維狀粗糙不平，顏色灰暗，所以三個試件均為延性斷裂。

對A、B試件的斷口進行掃描電鏡照相，如圖8、9所示， 試件的斷口都由許多韌窩組成，在韌窩的中心存在析出相。通過掃描電鏡對斷口形貌的觀察顯示，A試件比B試件斷口的韌窩較深較大，所以相比傳統MIG焊接Plasma-MIG的焊接接頭韌性更好[4]。

4 結語

針對5A06鋁合金10mm厚的板材進行Plasma-MIG焊接與傳統MIG焊接，對這兩種焊接工藝的焊接接頭進行力學性能與宏觀斷口及微觀斷口分析，結果顯示Plasma-MIG焊縫中只產生極少的氣孔，相比較而言傳統的MIG焊縫中存在較多氣孔。焊接接頭的力學性能方面，Plasma-MIG焊接的強度、韌性等指標優于MIG焊接。斷口分析方面， Plasma-MIG焊接與傳統MIG焊接接頭的斷口均為為延性斷裂，微觀組織特征差別不大，但是Plasma-MIG的韌窩更深更大，從側面反映了Plasma-MIG焊接接頭的韌性更好。

參考文獻：

[1]Ton H.Physical properties of the plasma-MIG welding arc[J].Journal of Physics D Applied Physics，1975，8（08）：922.

[2]石磊.5A06鋁合金Plasma-MIG焊工藝研究[D].哈爾濱工業大學， 2006.

[3]楊濤.Plasma-MIG電弧耦合機制及2219鋁合金焊接工藝研究[D]. 哈爾濱工業大學，2013.

[4]張義順，馬國紅，邵成吉等.PLASMA-MIG焊接控制系統的研制[J]. 沈陽工業大學學報，2002，24（05）：378-380.

作者簡介：張曉睿（1979-），女，河南周口人，本科，工程師，主要研究方向：機械制造。