5083铝合金CMT焊接焊缝质量研究

发布时间：2021-10-22 20:08

　　采用冷金属过渡焊接技术（CMT）对15 mm厚的5083铝合金板在不同工艺参数下进行焊接试验,对焊缝质量进行了研究。结果表明,在较低的焊接速度和较高预热温度下焊缝气孔少;在较高的焊接速度和较低的预热温度下可以避免角变形等焊接缺陷的发生。利用金相显微镜对显微组织进行观察分析,发现试样的焊接速度低而预热温度高,焊缝处容易形成规则的等轴晶,各个区域的形貌差异更加明显;经过焊接接头硬度分布测试,发现焊缝区显微硬度存在一个最低值,约为50HV。 

【文章来源】：热加工工艺. 2020,49(15)北大核心

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

5083铝合金厚板焊接接头宏观形貌

图1 5083铝合金厚板焊接接头宏观形貌产生角变形的原因分析如下：铝合金的线膨胀系数较大，这就使焊接过程中焊缝收缩量较大，此外，焊缝的截面为V型，上大下小，因此横向收缩在焊缝的厚度方向上分布不均匀，焊接时熔池承托不住焊件的重量，导致两侧板下垂，于是引起了一定角度的角变形。变形量的大小取决于熔化区的宽度、深度以及熔深与板厚之比，当然，焊道次序、接头类型、材料性能、焊接工艺参数等对角变形也有重要的影响。研究发现[3]，预置温度场有利于改善铝合金的焊接接头性能。比较两种工艺，分析得出：1号试样预热到100℃足以保证在始焊处有足够的熔深，材料还处于弹性状态，塑性变形区未能贯穿板厚，因此几乎没有产生焊接变形；而2号试样焊接速度低，热输入量比较大，导致板材正反面产生了很大的温差，因此产生了严重的角变形。

图3为试样接头界面在低倍显微镜下的局部组织形貌。通过对两组试验工艺条件对比，发现主要工艺差别在于基材预热温度和焊接速率。当基材预热温度为100℃时，焊缝气孔较大；而当基材预热温度为230℃时，焊缝气孔较小。此外，仔细观察图2(a）、（b）也可以发现，1号试样焊缝中的气孔较多；而2号试样焊缝中心的气孔相对较少。考虑到1号试样焊接速率为60cm/min，而2号试样焊接速率为40cm/min，推测焊接速率越高，气体来不及溢出，所以焊缝中气孔较多；而焊接速率越低，气孔有时间溢出，因此焊缝中的气孔相对较少。通过观察与比较磨抛后的两个试样的显微组织，发现采用焊前预热可以降低熔池冷却速率，增加预热温度，有助于在一定时间内从熔池中去除气泡。此外，在操作技术上，开始焊接时，零件温度低、散热快，熔池冷却速度快，宜采用引弧板防止焊接气孔的产生。2.3 接头显微组织

【参考文献】：
期刊论文
[1]铝合金厚板CMT补焊工艺试验[J]. 路浩.  焊接学报. 2015(05)
[2]5083铝合金厚板超窄间隙光纤激光焊接接头组织与性能[J]. 张国伟,肖荣诗.  中国激光. 2014(09)
[3]5083铝合金TIG焊接头组织与性能分析[J]. 陈澄,薛松柏,孙乎浩,林中强,李阳.  焊接学报. 2014(01)

硕士论文
[1]镁合金/铝合金CMT焊接技术研究[D]. 孟艳东.江苏科技大学 2016
[2]船用5083铝合金板材搅拌摩擦焊技术研究[D]. 古宝康.华南理工大学 2014



本文编号：3451771