中南大学的彭小燕等对 7020 铝合金焊接接头的组织与性能进行了探究。采用 MIG 自动 焊方式,多道焊对接。对焊结接头进行力学性能测试,发现焊接接头硬度在寒风中心取最小 值,向两侧方向,硬度先增大后减小再增大。焊缝区为树枝状铸锭组织,是由溶质浓度不均 匀形成;熔合区从 WZ 向 HAZ 方向呈现柱状晶到等轴晶的变化;热影响区在焊接热的作用下 出现了部分再结晶;基材为明显的纤维组织[12]。
大连交通大学的许鸿吉等对 6082 铝合金 MIG 焊试件进行了拉伸、弯曲、硬度等力学性 能测试,得出如下结论:(1)8mm 和 4mm 板厚的焊接接头抗拉强度分别为母材的 77。8%和 73%;(2)在常温下进行弯曲试验,焊接接头弯曲角度较小;(3)熔合线区域的硬度值最大, 热影响区由于存在着软化区,硬度较小;(4)焊缝中部为等轴晶组织,两侧为柱状晶,热影 响区的软化区出现过时效效应[13]。
在文献 14 中,作者探究了单丝、双丝 MIG 对铝合金焊接的影响。母材为 7A52 铝合金, 焊丝是 5A56、5356。应用两种焊丝得到的焊缝强度都低于基材,单丝焊接头与双丝焊接头的 硬度分布类似,双丝焊的 HAZ 比单丝要小一些,且对焊的自由角变形要小得多[14]。
南京理工大学的余进等使用双丝气保焊焊接母材为 7A52 的焊件,观察焊接接头的显微 组织,并测试了焊件的力学性能。7A52 铝合金的焊接性能较好。焊接接头的抗拉强度能够达 到母材的 74%;接头中部的硬度最低,经时效后略有增加,向两侧方向硬度变大;焊丝合金 化学组成和结晶行为的双重作用使得焊缝较为薄弱[15]。
3 铝合金的焊接缺陷控制
铝合金的焊接过程容易产生气孔、裂纹、未熔合、未焊透等缺欠,引起缺欠产生的因素 多种多样,比如铝合金自身物理化学性能的影响,选择的焊接工艺参数不合适,焊前处理不 足够等[16]。针对如何预防、减少以及消除焊接缺陷,很多学者付出了大量的努力。
兰州理工大学的石玗等,建立电弧声信号传感系统。检测铝在 MIG 焊进程中的电弧声信 号,发现监测到的信号能量变化与热积累作用导致的焊缝塌陷有相关关系。证明利用电弧声 来检测实时焊接状态是可以运用的,并提出了应用效果较好的频率范围在 2。756 25-27。562 50kHz[17]。
江苏科技大学的李敬勇等在焊接工艺试验的基础上,研究了焊前处理和保护气对焊接过 程中气孔的影响,结果表明,经过焊前处理,选择合适的焊接工艺参数以及选用纯度较高的 保护气,可以有效减少气孔的产生[18]。
铝的焊接过程中最常见的是热裂纹。其产生的主要原因是晶界合金元素偏析或存在杂质。 铝合金的化学成分,焊接速度过大,焊缝夹杂等原因都会导致热裂纹。选择合适的焊接热输 入与焊接速度,采用小电流多层多道焊,避免焊缝长度过长,母材较厚时进行预热等措施, 都可以减少和避免裂纹[19]。