鋁合金厚板MIG焊工藝實例

吳 峰，樊 健，吳 超

（航空工業(yè)航宇救生裝備有限公司， 湖北 襄陽 441022）

某振動試驗臺裝置是由四塊厚度為20 mm的硬鋁合金組裝焊接而成，要求該振動試驗臺焊縫必須焊透，且具有較好的抗裂性。目前焊接鋁及鋁合金的常用方法為鎢極氬弧焊，其適用焊接厚度為4 mm以下的薄板，[1]對于焊接厚度超過4 mm的板材，存在焊接效率較低、焊接熔深淺、焊接加熱速度慢、零件變形大等問題。顯然，常規(guī)的氬弧焊方法已經(jīng)無法滿足該產(chǎn)品的要求，因此必須使用新的焊接工藝方法——熔化極氬弧焊（MIG焊）來解決該零件焊接問題。由于首次使用MIG焊工藝焊接厚板，因此，先進行厚板的焊接工藝評定，[2]以確定正式焊接工藝參數(shù)。

一、進行焊接工藝評定

（一）試件準備

2A12 （T4 狀態(tài)）δ10×300×100 的鋁板兩件，按圖1制備坡口。

（二）焊接工藝指導書

（1）焊機：采用數(shù)字式逆變多功能脈沖焊機PHOENIX 500 EXPERT plus forcearc。

（2）保護氣體：氬氣，純度 99.99%。

圖1 試件

（3）焊接參數(shù)：操作模式為超脈沖兩步，氣體流量15～20 L/min，噴嘴孔徑20 mm，預送氣時間 2 s，滯送氣時間2 s，主電流PA為110～150A，基值電流PB為70%。

（4）接頭型式：Y型焊縫，為多層多道焊。背面封底焊接，正面清根后進行多層多道焊，各層焊縫間的溫度不超過150℃。

（5）焊接位置：對接平焊。

（6）施焊技術：雙面焊全焊透，左向焊法。

（7）檢驗標準：焊縫質(zhì)量按HB5299-96檢測。

（三）試件清理

先用汽油擦洗試件焊接接頭表面油污，然后用刮刀或電動鋼絲刷等工具清理接頭表面氧化膜，焊接邊緣的清理寬度不小于30 mm。清理后的試件及時焊接。接頭清理后到焊接開始允許的存放時間不超過5 h。

（四）施焊試件

嚴格按焊接工藝指導書進行定位焊接。

（五）檢測結(jié)果及結(jié)論

焊縫外觀尺寸符合要求，無咬邊及未熔合現(xiàn)象；X射線探傷：無裂紋，焊縫等級為Ⅱ級。

通過焊后檢測結(jié)果顯示，焊縫中未出現(xiàn)裂紋情況，說明利用新工藝焊接的試件符合要求，可以將該工藝應用到產(chǎn)品中。

二、振動試驗臺裝置的焊接

（一）焊前準備

第一，按圖2尺寸制備坡口；第二，焊接部位及周圍30 mm范圍內(nèi)油污、氧化層清理干凈。

圖2 坡口形式及尺寸

圖3 焊接順序

（二）產(chǎn)品焊接

焊機采用數(shù)字式逆變多功能脈沖焊機PHOENIX 500 EXPERT plus forcearc。

1.工藝參數(shù)（見表 1）。

2.焊接操作過程。按圖3將四塊20 mm的鋁板定位，每條焊縫定位三點后校正。焊接時先焊焊縫Ⅰ的第1道焊縫，接著焊焊縫Ⅳ第1道焊縫，然后焊接焊縫Ⅱ的第1道焊縫，最后焊焊縫Ⅲ第1道焊縫，其他各層焊接順序依次類推，直至四條焊縫對稱焊接完畢。所有焊縫采用左向焊接法。焊縫層間溫度不超過150℃（可用紅外測溫槍測溫）。

表1 焊接工藝參數(shù)表

三、焊后檢查

經(jīng)過檢查，焊縫外觀無氣孔、咬邊、裂紋及未熔合缺陷，外觀尺寸符合設計要求。同時焊接變形小，AD和BC對角線尺寸僅相差1 mm。

四、焊接效果

采用MIG焊工藝加工的振動試驗臺裝置，經(jīng)過多年的使用，其狀態(tài)良好，表明鋁合金厚板MIG工藝在航宇救生裝備公司已得到成功應用。具了解，鋁合金厚板全焊透加工技術在本地區(qū)的成功應用并不多，這為公司以后承接鋁合金厚板或超厚板焊接加工打下良好基礎，具有較好的市場前景。

[1]武江,周國萍.焊接手冊[Z].北京：機械工業(yè)出版社，2001.

[2]中華人民共和國機械工業(yè)部.JB/T6963-93鋼制件熔化焊工藝評定[Z].北京：機械科學研究院出版社，1994.