先進(jìn)自適應(yīng)控制熔化極氣體保護(hù)焊焊接工藝

先進(jìn)自適應(yīng)控制熔化極氣體保護(hù)焊焊接工藝

刊名：Journal of Engineering Manufacture（英）

刊期：2014年第14期

作者：Belinga Mvola et al

編譯：朱會

介紹了應(yīng)用于異種材料焊接的先進(jìn)自適應(yīng)熔化極氣體保護(hù)焊焊接工藝，提出了改進(jìn)焊接工藝的相關(guān)參數(shù)。

異種有色金屬材料的焊接需要不同的焊接標(biāo)準(zhǔn)、基底原料特性（母材特性）、電極以及焊接工藝。采用先進(jìn)的自適應(yīng)熔化極氣體保護(hù)焊焊接異種金屬（如S3455和高強(qiáng)度鋼）時(shí)，機(jī)械手的使用可以使焊接部分具有較好的微觀結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)。當(dāng)使用熔化極氣體保護(hù)焊焊接鐵素體不銹鋼（STS441）和碳鋼（SS400）時(shí)，其焊縫與鐵素體不銹鋼具有相同的高溫抗拉強(qiáng)度，并且在界面生成的馬氏體對焊縫的高溫抗拉強(qiáng)度幾乎沒有影響。

優(yōu)化自適應(yīng)控制熔化極氣體保護(hù)焊的焊接參數(shù)（如允許電流、電壓、電極進(jìn)給率和觸頭與組件的工作距離）可以提高異種金屬焊接的可行性。通過改善熔融控制，減少合金元素（如P、S和C）的遷移可以改善焊接可行性?？刂坪辖鸬娜廴谟欣诟吆辖痄撆c不銹鋼、淬火鋼與鐵素體鋼的異種焊接。

Mg/Al異種金屬可以使用純Cu作為填料，通過冷金屬過渡技術(shù)進(jìn)行焊接，并可形成各種Al-Cu金屬間化合物，接頭強(qiáng)度為34.7MPa，且在熔融區(qū)域Mg構(gòu)件熔融會提高焊接處的顯微硬度值。采用先進(jìn)的熔化極氣體保護(hù)焊可成功焊接AZ31鎂合金和2B50鋁合金。在焊接Al和Mg合金時(shí)，將Zn箔作為中間層可以防止宏觀裂紋的產(chǎn)生。

異種有色金屬和黑色金屬之間的焊接是很困難的，因?yàn)樗鼈兊亩鄨D顯示具有很少的固態(tài)復(fù)合物。傳統(tǒng)的熔化極氣體保護(hù)焊能夠焊接不同的有色金屬，但保證不了焊接接頭的質(zhì)量。控制不足使合金在焊接過程達(dá)不到有色金屬（如Al/Fe）間的窄溶解度范圍。采用先進(jìn)的熔化極氣體保護(hù)焊能夠增強(qiáng)對焊接過程的控制使其滿足焊接參數(shù)要求，而且能夠明顯降低金屬間化合物的形成。

異種金屬Al與Zn涂層鋼板可以使用改進(jìn)的交流脈沖惰性氣體保護(hù)焊–釬焊進(jìn)行無縫隙焊接。在進(jìn)行無縫焊接的過程中，能夠在鋼和焊縫金屬的交界面上形成金屬間化合物相。其中，金屬間化合物層的厚度和成分隨焊接熱輸入的變化而變化。焊接異種金屬時(shí)，建議采用對碳鋼影響盡可能小的焊接工藝，并能夠最大限度地減少過渡區(qū)和熱影響區(qū)寬度的焊接技術(shù)。

焊接有色金屬和黑色金屬時(shí)，選擇焊接工藝是關(guān)鍵因素。焊接熱輸入影響熔融和合金元素的遷移，而具有更大靈活性和適應(yīng)性的熔化極氣體保護(hù)焊可以降低熔融和由熱膨脹系數(shù)差異造成的殘余應(yīng)力。