2A12 鋁合金桁架的三次補(bǔ)焊初試

劉建偉， 由力鵬， 王樹(shù)明， 原 星， 王素萍， 李芬芬

（山西北方機(jī)械制造有限責(zé)任公司， 山西 太原 030009）

武器裝備的輕量化需求增加，各種鋁合金材料日益增多的運(yùn)用于產(chǎn)品之中，焊接工藝不可避免地在運(yùn)用于產(chǎn)品的加工之中，而且焊接工藝同時(shí)兼顧著各種加工不可替代的補(bǔ)焊功能。因此，焊接鋁合金的補(bǔ)焊成為焊接工藝規(guī)程不可缺少的一部分，同時(shí)補(bǔ)焊次數(shù)上升到技術(shù)層面，補(bǔ)多少次，怎樣補(bǔ)，成為工藝及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求之一。但因鋁合金的運(yùn)用，受各種因素的影響，產(chǎn)品特別是裝備產(chǎn)品運(yùn)用不是很普及，因此，在此僅對(duì)補(bǔ)焊的次數(shù)作一淺探，供大家參考。

1 2A12 鋁合金桁架的補(bǔ)焊

山西北方機(jī)械制造有限責(zé)任公司生產(chǎn)某產(chǎn)品發(fā)射架，材料為2A12-H112，其材料標(biāo)準(zhǔn)成分如表1所示，結(jié)構(gòu)為桁架結(jié)構(gòu)，外部尺寸為885 mm×825 mm×1 985 mm，零件規(guī)格為t8、t12 板材和t4 的方管。方管的熱處理狀態(tài)為T(mén)4 狀態(tài)。焊材采用ER5356、ER4043。

表1 鋁合金2A12 化學(xué)成分（GB/T 3190—2008） %

在試用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品一端連接螺絲的附座，因受力較大，導(dǎo)致外部的焊縫撕裂，長(zhǎng)度約70 mm，從焊縫中部撕裂，呈上下交錯(cuò)狀。而且中部的連接梁因原焊縫的機(jī)加導(dǎo)致焊縫去除，露出原板料的接縫，長(zhǎng)40 mm。

根據(jù)使用情況，設(shè)計(jì)部門(mén)允許增加焊接12 個(gè)螺絲附座（見(jiàn)圖1），并對(duì)開(kāi)裂部位進(jìn)行研究補(bǔ)焊。

1.1 補(bǔ)焊一次

針對(duì)設(shè)計(jì)要求，對(duì)側(cè)部的撕裂部位進(jìn)行修平后，用角向磨光機(jī)進(jìn)行打磨，去除裂紋，并對(duì)開(kāi)裂部位進(jìn)行修磨，成深6 mm，長(zhǎng)約70 mm，寬約10 mm 的焊縫并成圓滑過(guò)渡狀。

圖1 增加焊接的螺絲附座

補(bǔ)焊參數(shù)：焊機(jī)為松下YC-300WX；極性為交流；電流強(qiáng)度為200 A；焊接層數(shù)為一層；焊絲為ER5356，Φ2.5 mm，林肯焊絲，符合AWS5.10；保護(hù)氣體為氬氣99.99%。

焊后，用放大鏡觀(guān)察，無(wú)缺陷（見(jiàn)圖2）。對(duì)接焊縫，用角向磨光機(jī)進(jìn)行了坡口的打磨，長(zhǎng)約40~45 mm。

圖2 側(cè)部撕裂部位的補(bǔ)焊效果

同樣的補(bǔ)焊參數(shù)，但補(bǔ)焊位置處于立焊位置，焊后發(fā)現(xiàn)有裂紋，縱向長(zhǎng)度約10 mm。

1.2 補(bǔ)焊二次

因?yàn)殚_(kāi)裂，對(duì)開(kāi)裂部位用角向磨光機(jī)進(jìn)行打磨，后呈現(xiàn)60 mm×10 mm×3 mm 的坡口形狀。

1）補(bǔ)焊參數(shù)。焊機(jī)：松下YC-300WX；極性：交流；電流強(qiáng)度：200 A；焊接層數(shù)：一層；焊絲：ER4043，Φ2.5 mm，船王焊絲，符合GB/T 10858—2008；保護(hù)氣體：氬氣99.99%。

2）焊接順序。先在橫梁的邊堆焊一層，立焊；冷卻后從下向上堆焊，焊至2/3 處，弧坑開(kāi)裂。

1.3 補(bǔ)焊三次

鏟挖裂紋，并修磨成圓滑過(guò)渡，打磨后如圖3，并圓滑過(guò)渡。

圖3 二次補(bǔ)焊后修磨的焊縫

1）補(bǔ)焊參數(shù)。焊機(jī)：松下YC-300WX；極性：交流；電流強(qiáng)度：200 A；焊接層數(shù)：一層；焊絲：ER4043，Φ2.5 mm，船王焊絲，符合GB/T 10858—2008；保護(hù)氣體：氬氣99.99%。

2）焊接順序。左、右各分別堆焊一層，冷卻到室溫；繼續(xù)前一工序，左、右各分別堆焊一層，冷卻到室溫；中部連接焊縫，確保根部熔透，焊接效果見(jiàn)圖4。

2 2A12 鋁合金桁架的分析

1）第一次補(bǔ)焊后，臟物浮出在焊縫表面，焊縫表面臟物堆積嚴(yán)重。查找原因，當(dāng)時(shí)操作人員以角向磨光機(jī)清理后，未進(jìn)行化學(xué)清洗劑清洗或鋼絲刷打磨，以致產(chǎn)生開(kāi)裂。加之采用的ER5356 焊絲強(qiáng)度較高，使之產(chǎn)生開(kāi)裂。

圖4 三次補(bǔ)焊后的效果

2）第二次補(bǔ)焊過(guò)程中，因?yàn)樾弈ミ^(guò)程中鏟挖焊肉部分，導(dǎo)致了坡口與原橫梁之間只有一皮之隔，使焊接電弧燒過(guò)后，底部的熔池呈亂沸狀，熔敷金屬呈豆腐狀，在第一道焊后，第二道焊至中部開(kāi)裂，加之應(yīng)力的作用引起裂紋向母材的延伸和第一道焊縫的擴(kuò)展。根據(jù)焊工的反映和開(kāi)裂形狀可看出，起裂是因?yàn)槲创蚰ズ团K物引起了開(kāi)裂，但是熔敷金屬的不純導(dǎo)致焊縫強(qiáng)度急劇下降，在應(yīng)力的作用下引起向母材的延伸和第一道焊縫的擴(kuò)展。

3）在打磨的狀況下，采用從兩邊分別焊一道，小電流，快速焊。分別焊二道后，冷卻到室溫，中間焊一道，保證熔化后焊接。焊后效果良好。

3 結(jié)語(yǔ)

2A12 鋁合金的開(kāi)裂可返修補(bǔ)焊，且達(dá)到三次返修次數(shù)，焊后效果良好。