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高强耐蚀铝合金双面TIG技术研究

林祥礼  
【摘要】:本文以铝合金螺旋焊管连续生产为背景,分析了铝合金螺旋管焊接的难点,设计了双面TIG立向上焊和平-仰焊两种工艺方案,改造研制了双面双弧TIG焊接工艺试验平台,试验研究了高强耐蚀铝合金(5083)双面TIG焊接工艺,得到了符合质量要求的焊缝接头,形成了能够应用于铝合金螺旋管的焊接工艺及其规范参数。 对连续在线焊接工艺进行了总体设计,构建了铝合金双面TIG模拟试验平台,开展了5083铝合金双面TIG立焊和平-仰焊工艺试验。试验表明:双面TIG双弧相互作用,致使电弧集中度较单弧更高,大幅提高了能量利用率;双枪焊接方向距离和对接间隙对焊缝成形均有不同程度的影响,其中对接间隙影响更大;双面TIG两面能量配比对立焊接头成形影响较小,而对平-仰焊的过程稳定性及焊缝外观影响较为显著。通过工艺试验得出:双面TIG立焊可实现6mm-10mm的铝合金中厚板不开坡口一次优质成形;双面TIG平-仰焊可实现6mm厚的铝合金试板一次成形,采用开坡口和不开坡口二次成形,均可成功实现8mm厚的铝合金试板焊接,立焊和平-仰焊两种工艺均可获得满足螺旋管成形和质量技术要求的焊缝。 对双面TIG立焊和平-仰焊二次成形微观组织性能进行研究,结果表明:5083接头焊缝区主要为初生α(A1)相和点状析出的β(A18Mg5)相,同时还分布少量Mg2Si、AlFe3等杂质相。双面TIG焊缝基体上均匀分布点状和条状第二相,而平-仰焊二次成形焊缝由于热输入相对更大,第二相也出现长大和聚集的现象。6mm厚5083铝合金双面TIG立焊接头抗拉强度为290MPa,达到母材的95%,比双面TIG平-仰焊高出4.48%;8mm厚铝合金开坡口二次焊接接头强度为288MPa,达到母材的94%,比不开坡口二次焊接高出4.51%。


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