6005A铝合金的双丝焊工艺性研究

摘 要：采用TANDEM高速高效双丝焊机器手对6005A铝合金型材进行焊接试验。通过显微硬度测试及XRD晶体分析仪物相分析、研究了不同工艺接头的综合性能，确定了适合工程需要的工艺参数。

关键词：6005A铝合金；双丝MIG焊；工艺性

铝合金是现实生活中的常用的金属材料，铝合金的焊接方法很多，高速双丝气保护焊作为一种先进工艺，具有热影响区窄、焊接变形小、缺陷少等特征，是高速、高效、高质量的焊接工艺方法，双丝自动焊在国内外的应用正越来越广泛。双丝焊可调节工艺参数多，焊接质量对工艺及规范参数较为敏感，由于采用双丝操作，焊接热过程、熔滴过渡过程和熔池行为与单丝都有很大的不同，既焊接工艺比较复杂，影响过程稳定和焊接质量的因素多。深入研究高速双丝气体保护焊在铝合金焊接方面的应用，必然对解决铝合金焊接质量和效率的提高有着现实的科学意义。

1 试验材料及方法

焊接试样用的基材为国产6005A空心型材，该型材的热处理工艺为：以挤压温度500℃、挤压速度1m/min进行挤压，在线风淬火之后，进行175℃，8h人工时效。

2 实验结果与讨论

第一组、第二组、第三组的工艺参数见下表2-1。

三组数据采用相同焊丝和焊接速度，只是Q、H大小不同。将第一组（Q、H一样大）、第二组（Q大，H小）、第三组（Q小，H大）作对比。第一组、第二组、第三组的熔深熔宽及焊透情况见下表2-2。

通过比较以上三组工艺可看出只有采用前丝功率大，后丝功率小和前后丝功率一样大的时侯，焊缝被焊透。第二组焊缝的熔深和熔宽较第一组的都大些，而且从焊缝外观来看，第二组较第一组均匀些。因此采用Q大H小是最佳的功率配比。第三组未焊透的原因可能与焊丝角度有关系。双丝电弧气体保护焊两焊丝之间的夹角直接影响到熔滴过渡、电弧燃烧稳定性和焊缝成形。因此，确定焊丝夹角的大小十分重要。通过第四组的熔深小而且未焊透，可以看出该设备的焊丝角度不易试用前丝功率小后丝功率大的工艺。

焊枪是集气、电、丝于一体，是双丝间接电弧气体保护焊的一个关键部分，其结构形状与几何尺寸不仅关系到焊枪的使用性能而且关系到双丝电弧气体保护焊的电弧稳定性、气体保护效果和焊接质量等。

对焊丝夹角分别为200、300、450和600进行实验。在每个角度分别做电压为29V、30V、3lV和32V的焊接试验。实时采取电弧稳定燃烧时对应的电流值，测出其最大最小值之差，得到电流波动值，并计算出其波动值相对于电流均方根值的百分比，得到其电流在不同角度时的波动情况。

可以看出，在焊丝夹角为300-500时，其焊接时电流波动范围较小，焊接工艺稳定，而这时电弧的挺度也比较好，比较适宜进行焊接。母材、焊缝及热影响区三个区域界限较为明显。第一组试样和第三组试样的热影响区均有裂纹和气孔产生。而第二组无裂纹产生，而且焊缝区枝状组织比较细小。

在焊接电压及热效应系数一定的条件下，焊接热输入的大小由焊接电流和焊接速度决定。只有在合适的焊接电流与焊接速度相匹配时，在确保焊缝熔透的条件下，焊接时的热输入才较小。焊接电流太小或太大，都会导致焊接热输入大而使热影响区变宽，进而影响焊缝组织的力学性能及焊接缺陷等问题。

因此，可以得出结论，采用第二组前丝实际输出功率占单丝额定功率的85%，后丝实际输出功率占单丝额定功率的50%时，可以得到较好的焊缝组织。

3 结论

前丝实际输出功率占单丝额定功率的85%，后丝实际输出功率占单丝额定功率的50%，焊接速度为160cm/min，可以得到较好的性能。当焊接速度增大时，熔深、熔宽均减小。但在实际焊接过程中，为了保证焊透，需要提高焊接速度，同时必须增大焊接电流及电压。但电流过大、焊速过高时又易引起咬边等缺陷。无论前后丝采用怎样的焊丝匹配，6005A铝合金焊缝在人工时效的过程中，均有强化相Mg2Si析出，提高了铝合金的强度。

[参考文献]

[1]Shamoto E，Altintas Y.Prediction of Shear Angle in Oblique Cutting with Maximum Shear Stress and Minimum Energy Principles [J].Journal of Manufacturing Science and Engineering，1999，121（8）：399-407.

[2]铝及铝合金惰性气体保护焊工艺规程[M].1985.