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(tǒng)MIG雙道焊均有所提高。

關(guān)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(shù)誕生于上20世紀70年代，經(jīng)常被視為等離子弧焊結(jié)合熔化極氣體保護焊（MIG）發(fā)展而來的。與常規(guī)熔化極氣體保護焊相比，Plasma-MIG焊接技術(shù)具有焊接過程穩(wěn)定、小飛濺以及熔敷效率高等優(yōu)點，特別是用于鋁合金焊接時，其焊縫質(zhì)量高、晶粒小同時氣孔少等特點。國內(nèi)對于Plasma-MIG焊接技術(shù)介紹較少，這種工藝的優(yōu)異特點，本文將針對5A06鋁合金進行Plasma-MIG焊接及傳統(tǒng)的MIG焊接，對比分析Plasma-MIG焊接的優(yōu)勢。

1 試件制備

焊接選用1.6mm的ER5356焊絲[1-2]。其化學(xué)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(shù)較多，所以利用正交法，以氣孔率為指標探索各個工藝參數(shù)對氣孔的影響，最終綜合分析得出的最佳工藝參數(shù)，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(shù)如表2所示。對B試件進行傳統(tǒng)的MIG雙道焊接，參照文獻所提供的工藝參數(shù)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(jié)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(shù)量比A試件多。

3.2 焊縫力學(xué)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(jié)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(xiàn)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(tǒng)MIG焊接Plasma-MIG的焊接接頭韌性更好[4]。

4 結(jié)語

針對5A06鋁合金10mm厚的板材進行Plasma-MIG焊接與傳統(tǒng)MIG焊接，對這兩種焊接工藝的焊接接頭進行力學(xué)性能與宏觀斷口及微觀斷口分析，結(jié)果顯示Plasma-MIG焊縫中只產(chǎn)生極少的氣孔，相比較而言傳統(tǒng)的MIG焊縫中存在較多氣孔。焊接接頭的力學(xué)性能方面，Plasma-MIG焊接的強度、韌性等指標優(yōu)于MIG焊接。斷口分析方面， Plasma-MIG焊接與傳統(tǒng)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(cè)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(yè)大學(xué)， 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(yè)大學(xué)，2013.

[4]張義順，馬國紅，邵成吉等.PLASMA-MIG焊接控制系統(tǒng)的研制[J]. 沈陽工業(yè)大學(xué)學(xué)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。