高强铝合金超音频脉冲TIG焊接工艺试验研究文献综述

 2022-11-28 16:35:27

文 献 综 述

摘要:相关研究表明,在自由电弧的基础上加入高频脉冲电流可提高电弧稳定性,有利于改善和提高焊接质量。高频脉冲焊接时,周期性变化的电弧压力对熔池的搅拌作用能够破碎枝晶,增加熔池的结晶中心,促进焊缝晶粒细化,直接影响焊缝力学性能。

关键词:TIG、高频TIG、7A52铝合金、超音频焊接

  1. 高频脉冲TIG焊

TIG焊(Tungsten Inert Gas Welding),又称为非熔化极惰性气体保护电弧焊。因在薄板焊接中具有的优异特性而得到广泛的应用。TIG因焊缝气密性好、焊接气孔少常用于压力容器的打底焊接。传统的TIG焊热源为直流电弧,工作电压为10~95伏,但电流可达600A。焊机通常采用直流正接(DCEP)[1]。即工件连结电源的正极,钨极接负极。焊接时利用钨电极和工件间产生的电弧热熔化母材来进行焊接。保护气一般为氩气,焊接时保护气从焊枪的喷嘴中连续喷出在电弧周围形成气体保护层隔绝空气,以防止其对钨极、熔池及邻近热影响区的有害影响,从而可获得优质的焊缝。

TIG焊是一种优质、高效节能的焊接方法,几乎可以焊接所有的金属。在航空、石油化工和机械制造等部门被广泛应用。但是在小电流直流TIG焊中,存在电弧挺度和指向性不好的问题,这在V型坡口焊接时表现的尤为明显。为了改善这一弊端,人们引入了高频脉冲TIG焊接工艺,脉冲TIG焊的主要特点是采用可控的脉冲电流来加热工件。当每一次脉冲电流通过时,工件就被加热熔化形成一个熔池,基值电流通过时使熔池冷凝结晶,同时维持电弧燃烧,因此焊接过程是一个断续的加热过程,焊缝由一个个溶池叠加而成。而且电弧是脉动的,由大而明亮的脉冲电弧和小而暗的维弧周期交替,电弧有明显的闪烁现象。而高频TIG是指电流频率在10~20kHz之间的焊接。(超过20kHz称为超频脉冲TIG焊)

高频脉冲TIG焊有以下优点:

  1. 由于焊接过程是断续式加热,熔池金属高温停留时间短,金属冷凝快,可减少热 敏材料产生裂纹的倾向。
  2. 对焊件热输入少,电弧能量集中切挺度高,有利于薄板、超薄板焊接,接头热影

响小;且脉冲TIG焊可以精确控制热输入和熔池尺寸,得到均匀的熔深,所以适用于单面焊双面成形和全位置焊接。

  1. 脉冲电流频率超过10kHz以后,电弧具有强烈的电磁收缩作用,电弧变细,指向

性变强,因此可以进行高速焊接,焊速可达到30m/min。

  1. 脉冲TIG焊的高频振荡作用有利于获得细晶粒的金相组织[2],消除气孔,提高接

头的力学性能。

  1. 装甲铝7A52目前焊接现状及存在的问题

7A52是高强可焊合金结构材料,其熔铸方便、成形性好,经轧制能获得比较理想

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