工艺参数对铝合金PPCA-TIG焊缝成形的影响

以3003铝合金为母材，利用自行设计制造的PPCA-TIG专用焊枪对其进行焊接，研究了不同工艺参数对3003铝合金PPCA-TIG焊缝成形的影响，并分析不同的工艺参数对焊缝深宽比的影响规律。结果表明，使用活性剂SiO2焊接时可一次焊透8 mm厚的3003铝合金板，且当焊接电流为160 A时焊缝深宽比达到最大；使用活性剂MnCl2焊接时，焊缝熔深可达到传统TIG焊的2.4倍，且当焊接电流为170 A时焊缝深宽比达到最大。当焊接速度为100 mm/min、弧长为2 mm、外层气流流量为12 L/min时，SiO2和MnCl2两种活性剂下的焊缝深宽比均达到最大；活性剂粒度增大，有利于改善焊缝表面成形，但焊缝熔深增加效果减弱。SiO2比MnCl2的深宽比要大。     

TIG焊活性剂对焊缝成形的影响

活性化焊接（A－TIG焊）在90年代末期受到国外的高度重视，同传统的TIG焊（钨极惰性气体保护电弧焊）相比，在相同的规范下活性化焊接能够大幅度地提高生产率、降低生产成本。中针对不锈钢和钛合金材料，研究了在A－TIG焊中单一成分的活性剂和涂敷量对焊缝成形的影响。试验结果表明，与无活性剂的焊缝相比，活性剂CaF2,SiO2,NaF,Cr2O3和TiO3都能够有效地增加不锈钢和钛合金焊缝的 熔深，随着涂敷量的增加，焊缝熔深也相应的增加，熔宽减小。但涂敷有CaF2活性剂的不锈钢焊缝成形不好，涂敷有Cr2O3的钛合金焊缝正面熔宽没有明显的变化。在不锈钢焊接中，活性剂SiO2的作用效果最好；而钛合金的焊接中CaF2的作用效果最好。电弧收缩和熔池表面张力的变化是活性剂增加熔深的主要原因。     

AZ31镁合金活性TIG焊接头分析

针对AZ31镁合金材料,研究了在A—TIG焊中单一成分的活性剂对焊缝成形的影响。试验结果表明,与无活性剂的焊缝相比,活性剂TiO2、SiO2、Cr2O3、CdCl2和CaCl2能够有效地增加镁合金焊缝的熔深和深宽比。镁合金涂敷活性剂CdCl2后焊缝接头的微观组织与未涂敷时焊缝接头的微观组织没有明显区别,只是前者热影响区稍宽。未涂敷活性剂和涂敷CdCl2的试样硬度值分布相差不大。在AZ31镁合金的焊接中,活性剂CdCl2的作用效果最好。     

铝合金分区活性TIG焊接法研究

针对铝合金材料,提出了一种新型活性焊接方法--FZ-TIG焊(Flux Zoned TIG Welding).在传统TIG焊接前,在待焊焊道表面中心区域涂敷低熔沸点低电阻率活性剂,在两侧区域分别涂敷高熔沸点高电阻率活性剂,然后进行正常焊接,可以同时保证焊接熔深显著增加和焊缝表面成形良好.以自行研制的FZ108活性剂进行了FZ-TIG焊,并与传统TIG焊、采用FZ108作为活性剂的A-TIG焊、采用SiO2作为活性剂的FB-TIG焊进行了对比.发现在相同参数下,采用FZ-TIG焊进行焊接,焊缝熔深明显大于传统TIG焊、A-TIG焊和FB-TIG焊,达到TIG焊熔深的3倍以上,并且焊缝成形良好,焊缝组织细化,力学性能改善.     

铝合金FBTIG焊的试验研究

进行了SiO2、TiO2、CaF2以及自行研制的AF305多组元活性剂铝合金FBTIG焊接试验,研究了间隙和活性剂对FBTIG焊缝成形的影响。研究发现,只有当间隙远小于传统TIG焊和A—TIG焊的焊缝熔宽时,间隙才能对最终焊缝成形产生较大影响。AF305多组元活性剂比SiO2、TiO2、CaF2等单组元活性剂增加焊接熔深效果明显,当间隙为4mm时,焊缝深宽比D／W达到0．52。     

4003铁素体不锈钢A-TIG焊接性能研究

采用单一活性剂及多组元活性剂,对4003超纯铁素体不锈钢进行A-TIG焊接。研究了单一活性剂对焊缝形貌的影响;在此基础上进行多组元活性剂配比,并探究了多组元活性剂焊接时焊接电流和焊接速度对焊缝形貌的影响;对比分析了TIG与A-TIG焊接接头的显微组织、力学性能以及腐蚀性能。结果表明,在一定焊接电流和焊接速度下,采用单一氧化物活性剂焊接的焊缝深宽比优于采用单一氟化物;作用效果最好的单一活性剂和多组元活性剂ATIG焊焊缝的深宽比分别较传统TIG焊提高了2倍和3倍。采用自行研制的多组元活性剂焊接5 mm厚4003铁素体不锈钢,比传统TIG焊接热输入减小了1/2,焊接接头显微组织细化,力学性能和腐蚀性能均有所提高。     

活性剂对3003铝合金直流A-TIG焊的影响

对3003铝合金进行直流A-T1G焊接试验,选用卤化物NaC1、CaF2和氧化物SiO2、MnO2、TiO2作为活性剂,分别研究了单一组元和多组元表面活性剂对焊接熔深、焊缝成形以及接头组织的影响.结果表明:在进行铝合金直流TIG焊时,在焊缝表面涂敷一定成分活性剂能够增加焊缝熔深,改善焊缝质量,提高焊接生产率.总体来看,除NaC1增加熔深有限外,其余活性剂普遍增加熔深1倍以上.多组元配方活性剂增加熔深效果好于单组元活性剂,其中PS5活性剂熔深增加3倍以上,且焊缝成形良好,未见裂纹、气孔、夹渣等缺陷.分别对TIG焊和A-TIG焊接头组织进行观察,A-TIG焊较TIG焊的焊缝组织明显细小,而活性剂对焊接热影响区的平均晶粒度影响不大.     

镁合金活性TIG焊焊接接头组织特征分析

对活性化焊接(A-TIG)方法在镁合金焊接中的应用进行了初步的探讨。选取TiO2作为活性剂，研究了单一活性剂TiO2对镁合金焊接后微观组织的影响。试验结果表明，涂敷单一活性剂TiO2可以使焊缝熔深比常规的TIG焊增加2倍。与未涂敷活性剂的焊缝相比，涂敷TiO2活性剂可以增大焊接的熔深，减小熔宽。     

活性剂对焊缝熔深及微观组织的影响

研究了SiO2、CaF2、TiO2、Cr2O3和NaF五种单一成分活性剂及SiO2与Cr2O3混合活性剂对低合金高强钢TIG焊焊缝组织及熔深的影响。结果表明:与传统的TIG焊相比,活性剂能不同程度的提高焊缝熔深,涂敷Cr2O3、Cr2O3+SiO2活性剂的焊缝熔深是未涂活性剂焊缝的2倍以上。SiO2与Cr2O3混合活性剂不仅能提高熔深,而且对焊缝组织有明显的改善作用,使焊缝中细小的针状铁素体数量增加。该混合活性剂对针状铁素体形成的作用,可能与活性剂的涂敷会促进焊缝中锰、铬和硅的氧化物形成、降低针状铁素体的形核功有关。     

铸钢补焊用活性剂研制

研究了表面活性剂时铸钢TIG焊的影响,在分析各单一活性剂对焊缝熔深、表面成形影响规律的基础上,利用正交试验法对多组元配方进行了研究,得出了各组元质量百分比的变化对焊缝熔深的影响规律,w(SiO2)=40%时对焊缝熔深的影响最为显著,w(TiO2)和w(Cr2O3)在小于30%时对焊缝熔深的增加作用明显,卤化物含量较小时对焊缝熔深的增加作用明显.考虑焊缝的表面成形,得到由卤化物、SiO2、TiO2、Cr2O3等组成的铸钢A-TIG焊活性剂,可使焊接熔深增加3倍,在铸钢缺陷修复时,在缺陷表面涂敷活性剂,正常焊接规范条件下,可修复10mm以内的缺陷.     

铝合金气体输送活性钨极氩弧焊方法

针对铝合金,提出了一种气体输送活性钨极氩弧焊,即GTFA-TIG焊(gas transfer flux activating TIG welding).该方法改变了活性元素的引入方式,通过自动送粉装置将活性剂输送到保护气体中,由保护气体将其引入电弧-熔池系统进行施焊,使得电弧收缩,熔池金属流态改变,熔深增加,同时省却了涂覆活性剂工序,实现了焊接过程自动化.进行了普通交流TIG焊和8种单组元活性剂的GTFA-TIG表面熔焊,分析了不同活性剂对焊缝成形、拉伸性能以及缺陷的影响.结果表明,大多数卤化物和氧化物活性剂都能使熔深增加到传统TIG焊的2.5~3倍以上,单质碲增加熔深效果较差.采用V₂O₅的焊缝抗拉强度接近母材金属,而采用MnCl₂和AlF₃的焊缝有一定程度降低.焊缝X射线探伤结果表明,采用V₂O₅,MnCl₂和AlF₃的焊缝评片结果均为Ⅰ级,而采用碲的焊缝为Ⅲ级.     

活性剂对镁合金交流A-TIG焊的影响

分别以单质Te,Ti和Si,氧化物SiO2,TiO2和V2O5,卤化物MnCl2,CdCl2和ZnF2作为表面活性剂进行了镁合金交流A-TIG焊,研究了活性剂对焊缝成形和组织的影响规律.Te粉,ZnF2和CdCl2都能明显增加熔深,其中Te粉使熔深达到传统TIG焊的1.6倍,焊缝深宽比达到0.43.Ti粉对焊缝熔深熔宽几乎没有影响.V2O5,SiO2,TiO2,MnCl2和Si粉都使得焊缝熔深熔宽减小.在三种明显增加熔深的活性剂中,Te粉和ZnF2都使得焊缝组织晶粒细化,而CdCl2使得焊缝组织晶粒略有粗化.结果表明,活性剂增加镁合金ATIG焊熔深主要与活性剂粒子和电子复合导致电弧收缩有关.     

TIG焊和PAW焊中活性剂对焊缝熔深的影响

针对常规TIG焊生产效率低、熔深小等问题，研究了TIG焊和PAW焊中应用活性剂对焊缝熔深的影响。结果表明，应用活性剂后，在同样的参数下，同传统TIG相比，活性剂能够大幅度提高不锈钢、铝合金和钛合金的焊缝熔深。对于PAW焊，熔深也有增加，但是增加的幅度不如TIG效果明显，但对焊缝成形有很好的改善。同时，活性剂对铝合金焊接背面能够起到保护作用。对于钛合金，活性剂除了增加焊缝的熔深外，还能够大幅度地消减焊缝产生的气孔。     

Effect of activating fluxes on weld mechanical properties in TIG welding

0ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅＴＩＧｗｅｌｄｉｎｇｉｓｓｕｉｔｅｄｔｏｗｅｌｄｉｎｇｏｐｅｒａｔｉｏｎｓｒｅｑｕｉｒｉｎｇｃｏｎｓｉｄｅｒａｂｌｅｐｒｅｃｉｓｉｏｎｏｒａｈｉｇｈｌｅｖｅｌｏｆｗｅｌｄｑｕａｌｉｔｙ.Ｍｏｒｅｏｖｅｒｉｔｉｓａｎｉｄｅａｌｗｅｌｄｉｎｇｍｅｔｈｏｄｆｏｒｍａｔｅｒｉａｌｓｓｕｃｈａｓｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌ,ｔｉｔａｎｉｕｍａｌｌｏｙ ,ａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙａｎｄｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｌｌｏｙｓｔｅｅｌ.Ｈｏｗｅｖｅｒｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐａｌｄｉｓ…     

活性剂对镁合金TIG焊接熔深的影响

根据最大熔深时TiO2,Cr2O3,CdCl2和ZnCl2活性剂中元素在焊缝中的分布分析了熔池的流动情况,在此基础上对上述4种活性剂对镁合金交流TIG焊接熔深的影响进行了研究．结果表明,这4种活性剂均可增加焊缝熔深,活性剂的涂敷量均有一个饱和值．加大涂敷活性剂后不同程度的改变了熔池中Mg,A1元素的分布．涂敷CdCl2,ZnCl2后在焊缝中没有观察到活性剂元素,而涂敷TiO2,Cr2O3后在焊缝中观察到了Ti,Cr,O元素,氯化物活性剂增加熔深的机理主要是活性剂与电弧的相互作用,氧化物活性剂增加熔深的机理主要是活性剂与熔池金属的相互作用．     

SiO2活性剂对不锈钢钨极氩弧焊电弧现象的影响

通过研究SiO2活性剂TIG焊焊接不锈钢过程中电弧形态、电弧电压及焊缝几何形状的变化,分析了SiO2活性剂钨极氩弧焊电弧等离子体形态、电弧空间电场强度、电弧温度、电弧电流密度及电弧力的影响.结果表明,SiO2活性剂使TIG焊电弧等离子体收缩,加热区域及电弧力更加集中,同时电弧空间电场强度、电弧温度及电流密度显著提高,导致焊缝几何形状变化,但焊道熔宽未发生明显变化.     

表面活性剂对钛合金A-TIG焊熔深的影响

采用卤化物（CaF2，ZnF2，MnCl2）、氧化物（SiO2，TiO2，V2O5）和单质Te作为表面活性剂进行钛合金A—TIG焊，研究了表面活性剂对焊接熔深的影响规律。结果表明：3种卤化物都能增加焊接熔深，其中MnCl2使得焊接熔深达到传统TIG焊的2倍以上：3种氧化物对焊缝成形几乎没有影响；Te能明显增加焊接熔深，减小焊缝熔宽。认为电弧收缩是卤化物但不是Te增加钛合金A—TIG焊熔深的主要机理。     

金属单质活性剂对镁合金A-TIG焊的影响

以4种金属单质镉、锌、钛和铬作为镁合金A-TIG焊的活性剂,分析了不同金属单质对焊缝形貌、电弧形态及电弧电压的影响.结果表明,与常规TIG焊相比,镉和锌活性剂均增加焊接熔深,钛活性剂对焊接熔深不起作用,铬活性剂反而减少焊接熔深;涂敷镉和锌时,焊接过程中电弧形态收缩,电弧电压增加;涂敷钛和铬对电弧形态和电弧电压基本没有影...     

Experimental study on activating welding for aluminum alloys

0IntroductionAluminum alloys have more and more intensive appli-cations in many areas,including chemical vessel,aviationand space industry,ship and automobile,electrical poweretc,because of light weight,high intensity and corrosionproof.But,the weld penetration is normally poor becauseof its high thermal conductivity coefficient,high specificheat capacity.In order to improve weld penetration,eitherwelding processes with high power density or extra proces-ses such as preheat are required,which …