铝合金厚板MIG焊工艺实例

吴 峰，樊 健，吴 超

（航空工业航宇救生装备有限公司， 湖北 襄阳 441022）

某振动试验台装置是由四块厚度为20 mm的硬铝合金组装焊接而成，要求该振动试验台焊缝必须焊透，且具有较好的抗裂性。目前焊接铝及铝合金的常用方法为钨极氩弧焊，其适用焊接厚度为4 mm以下的薄板，[1]对于焊接厚度超过4 mm的板材，存在焊接效率较低、焊接熔深浅、焊接加热速度慢、零件变形大等问题。显然，常规的氩弧焊方法已经无法满足该产品的要求，因此必须使用新的焊接工艺方法——熔化极氩弧焊（MIG焊）来解决该零件焊接问题。由于首次使用MIG焊工艺焊接厚板，因此，先进行厚板的焊接工艺评定，[2]以确定正式焊接工艺参数。

一、进行焊接工艺评定

（一）试件准备

2A12 （T4 状态）δ10×300×100 的铝板两件，按图1制备坡口。

（二）焊接工艺指导书

（1）焊机：采用数字式逆变多功能脉冲焊机PHOENIX 500 EXPERT plus forcearc。

（2）保护气体：氩气，纯度 99.99%。

图1 试件

（3）焊接参数：操作模式为超脉冲两步，气体流量15～20 L/min，喷嘴孔径20 mm，预送气时间 2 s，滞送气时间2 s，主电流PA为110～150A，基值电流PB为70%。

（4）接头型式：Y型焊缝，为多层多道焊。背面封底焊接，正面清根后进行多层多道焊，各层焊缝间的温度不超过150℃。

（5）焊接位置：对接平焊。

（6）施焊技术：双面焊全焊透，左向焊法。

（7）检验标准：焊缝质量按HB5299-96检测。

（三）试件清理

先用汽油擦洗试件焊接接头表面油污，然后用刮刀或电动钢丝刷等工具清理接头表面氧化膜，焊接边缘的清理宽度不小于30 mm。清理后的试件及时焊接。接头清理后到焊接开始允许的存放时间不超过5 h。

（四）施焊试件

严格按焊接工艺指导书进行定位焊接。

（五）检测结果及结论

焊缝外观尺寸符合要求，无咬边及未熔合现象；X射线探伤：无裂纹，焊缝等级为Ⅱ级。

通过焊后检测结果显示，焊缝中未出现裂纹情况，说明利用新工艺焊接的试件符合要求，可以将该工艺应用到产品中。

二、振动试验台装置的焊接

（一）焊前准备

第一，按图2尺寸制备坡口；第二，焊接部位及周围30 mm范围内油污、氧化层清理干净。

图2 坡口形式及尺寸

图3 焊接顺序

（二）产品焊接

焊机采用数字式逆变多功能脉冲焊机PHOENIX 500 EXPERT plus forcearc。

1.工艺参数（见表 1）。

2.焊接操作过程。按图3将四块20 mm的铝板定位，每条焊缝定位三点后校正。焊接时先焊焊缝Ⅰ的第1道焊缝，接着焊焊缝Ⅳ第1道焊缝，然后焊接焊缝Ⅱ的第1道焊缝，最后焊焊缝Ⅲ第1道焊缝，其他各层焊接顺序依次类推，直至四条焊缝对称焊接完毕。所有焊缝采用左向焊接法。焊缝层间温度不超过150℃（可用红外测温枪测温）。

表1 焊接工艺参数表

三、焊后检查

经过检查，焊缝外观无气孔、咬边、裂纹及未熔合缺陷，外观尺寸符合设计要求。同时焊接变形小，AD和BC对角线尺寸仅相差1 mm。

四、焊接效果

采用MIG焊工艺加工的振动试验台装置，经过多年的使用，其状态良好，表明铝合金厚板MIG工艺在航宇救生装备公司已得到成功应用。具了解，铝合金厚板全焊透加工技术在本地区的成功应用并不多，这为公司以后承接铝合金厚板或超厚板焊接加工打下良好基础，具有较好的市场前景。

[1]武江,周国萍.焊接手册[Z].北京：机械工业出版社，2001.

[2]中华人民共和国机械工业部.JB/T6963-93钢制件熔化焊工艺评定[Z].北京：机械科学研究院出版社，1994.