2A12 铝合金桁架的三次补焊初试

刘建伟， 由力鹏， 王树明， 原 星， 王素萍， 李芬芬

（山西北方机械制造有限责任公司， 山西 太原 030009）

武器装备的轻量化需求增加，各种铝合金材料日益增多的运用于产品之中，焊接工艺不可避免地在运用于产品的加工之中，而且焊接工艺同时兼顾着各种加工不可替代的补焊功能。因此，焊接铝合金的补焊成为焊接工艺规程不可缺少的一部分，同时补焊次数上升到技术层面，补多少次，怎样补，成为工艺及技术标准要求之一。但因铝合金的运用，受各种因素的影响，产品特别是装备产品运用不是很普及，因此，在此仅对补焊的次数作一浅探，供大家参考。

1 2A12 铝合金桁架的补焊

山西北方机械制造有限责任公司生产某产品发射架，材料为2A12-H112，其材料标准成分如表1所示，结构为桁架结构，外部尺寸为885 mm×825 mm×1 985 mm，零件规格为t8、t12 板材和t4 的方管。方管的热处理状态为T4 状态。焊材采用ER5356、ER4043。

表1 铝合金2A12 化学成分（GB/T 3190—2008） %

在试用过程中发现产品一端连接螺丝的附座，因受力较大，导致外部的焊缝撕裂，长度约70 mm，从焊缝中部撕裂，呈上下交错状。而且中部的连接梁因原焊缝的机加导致焊缝去除，露出原板料的接缝，长40 mm。

根据使用情况，设计部门允许增加焊接12 个螺丝附座（见图1），并对开裂部位进行研究补焊。

1.1 补焊一次

针对设计要求，对侧部的撕裂部位进行修平后，用角向磨光机进行打磨，去除裂纹，并对开裂部位进行修磨，成深6 mm，长约70 mm，宽约10 mm 的焊缝并成圆滑过渡状。

图1 增加焊接的螺丝附座

补焊参数：焊机为松下YC-300WX；极性为交流；电流强度为200 A；焊接层数为一层；焊丝为ER5356，Φ2.5 mm，林肯焊丝，符合AWS5.10；保护气体为氩气99.99%。

焊后，用放大镜观察，无缺陷（见图2）。对接焊缝，用角向磨光机进行了坡口的打磨，长约40~45 mm。

图2 侧部撕裂部位的补焊效果

同样的补焊参数，但补焊位置处于立焊位置，焊后发现有裂纹，纵向长度约10 mm。

1.2 补焊二次

因为开裂，对开裂部位用角向磨光机进行打磨，后呈现60 mm×10 mm×3 mm 的坡口形状。

1）补焊参数。焊机：松下YC-300WX；极性：交流；电流强度：200 A；焊接层数：一层；焊丝：ER4043，Φ2.5 mm，船王焊丝，符合GB/T 10858—2008；保护气体：氩气99.99%。

2）焊接顺序。先在横梁的边堆焊一层，立焊；冷却后从下向上堆焊，焊至2/3 处，弧坑开裂。

1.3 补焊三次

铲挖裂纹，并修磨成圆滑过渡，打磨后如图3，并圆滑过渡。

图3 二次补焊后修磨的焊缝

1）补焊参数。焊机：松下YC-300WX；极性：交流；电流强度：200 A；焊接层数：一层；焊丝：ER4043，Φ2.5 mm，船王焊丝，符合GB/T 10858—2008；保护气体：氩气99.99%。

2）焊接顺序。左、右各分别堆焊一层，冷却到室温；继续前一工序，左、右各分别堆焊一层，冷却到室温；中部连接焊缝，确保根部熔透，焊接效果见图4。

2 2A12 铝合金桁架的分析

1）第一次补焊后，脏物浮出在焊缝表面，焊缝表面脏物堆积严重。查找原因，当时操作人员以角向磨光机清理后，未进行化学清洗剂清洗或钢丝刷打磨，以致产生开裂。加之采用的ER5356 焊丝强度较高，使之产生开裂。

图4 三次补焊后的效果

2）第二次补焊过程中，因为修磨过程中铲挖焊肉部分，导致了坡口与原横梁之间只有一皮之隔，使焊接电弧烧过后，底部的熔池呈乱沸状，熔敷金属呈豆腐状，在第一道焊后，第二道焊至中部开裂，加之应力的作用引起裂纹向母材的延伸和第一道焊缝的扩展。根据焊工的反映和开裂形状可看出，起裂是因为未打磨和脏物引起了开裂，但是熔敷金属的不纯导致焊缝强度急剧下降，在应力的作用下引起向母材的延伸和第一道焊缝的扩展。

3）在打磨的状况下，采用从两边分别焊一道，小电流，快速焊。分别焊二道后，冷却到室温，中间焊一道，保证熔化后焊接。焊后效果良好。

3 结语

2A12 铝合金的开裂可返修补焊，且达到三次返修次数，焊后效果良好。