【正文】 此外，鋁合金熔焊時(shí)容易產(chǎn)生變形、缺陷及煙塵等，也限制了弧焊在鋁合金構(gòu)件上的使用。當(dāng)所有其它參數(shù)保持恒定時(shí)，焊接電流與送死速度或融化速度以非線性關(guān)系變化。焊絲伸長長度影響焊絲預(yù)熱 ，對(duì)焊接過程及焊縫質(zhì)量有顯著影響。 攪拌摩擦焊對(duì)于鋁合金焊接的優(yōu)點(diǎn)： a，焊接接頭綜合力學(xué)性能優(yōu)異，攪拌摩擦焊屬固相焊接，在焊接鋁合金時(shí)不會(huì)產(chǎn)生與熔化有關(guān)的缺陷，如氣孔、裂紋等。這些產(chǎn)品都對(duì)高性能有一定的要求，所以在確保質(zhì)量之外，更優(yōu)的性能就是更安全的保障。另外，在焊接前也要對(duì)焊槍進(jìn)行清理，防止焊接時(shí)燒損焊槍 [16]。焊接速度由小車自動(dòng)控制。在顯微鏡下觀察無劃痕時(shí)再腐蝕試樣，腐蝕溶液為 25%的 HNO3水溶液。 按照 GB/T43421991《金屬顯微維氏硬度標(biāo)準(zhǔn)》，在 HV10 顯微硬度計(jì)上，對(duì) 5052鋁合金 MIG 焊焊接接頭進(jìn)行顯微硬度試驗(yàn)，載荷為 5kg，加載時(shí)間為 15s，母材焊點(diǎn) 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 21 頁 間距為 2mm，焊縫及熱影響區(qū)焊點(diǎn)間距為 1mm。 試樣選取焊接接頭橫向位置以保證加工后焊縫的軸線在試樣的中心 。硬度的變化反映了顯微組織的變化。 再分別對(duì)其焊接接頭做一系列的工藝試驗(yàn)尋找其中的不同，并和同型號(hào)母材的 FSW 進(jìn)行對(duì)比。 e） )焊接結(jié)束前必須重視收弧。 表 22 ER5356 焊絲化學(xué)成分（ %） Mg Cr Fe+Si Cu Zn Mg Ti Al 5 余量 a ） b） 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 15 頁 圖 21 ER5356 焊絲 MIG 焊工藝試驗(yàn) 綜合鋁合金的各種焊接方法，本次試驗(yàn)選用 MIG 焊。 e，焊縫質(zhì)量對(duì)人的依賴程度很低，攪拌摩擦焊所需的工藝參數(shù)只有攪拌頭的轉(zhuǎn)速、焊接速度、壓緊力和攪拌頭的材料和結(jié)構(gòu) 4 項(xiàng)。 近年來，國外對(duì)電子束焊及其電子束加工的研究主要在于完善超高能密度電子束熱源裝置，掌握電子束品質(zhì)與材料的交互行為特性，從而改進(jìn)加工工藝技術(shù) 通過計(jì)算機(jī)及 CNC 控制提高設(shè)備柔性以擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域。焊接速度與焊接電流適當(dāng)配合才能獲得良好的焊縫成形。薄板焊接及空間位置焊接通常采用細(xì)絲（直徑 ≤ ）， 平焊位置的中等厚度板焊接通常采用粗絲。 3）噴射過渡 用富氬保護(hù)氣體保護(hù)可產(chǎn)生穩(wěn)定的、無飛濺的軸向噴射過渡，這種過渡形式出現(xiàn)在焊接電壓較高、焊接電流較大的情況下要求直流反接和電流在臨界值以上。 （ 2） 生產(chǎn)率較高 、 焊接變形小。 （ 3） 鋁合金焊絲中的耐蝕元素 (鎂、錳、硅等 )的含量一般不低于母材的 。惰性氣體保護(hù)焊（ TIG 或 MIG）方法是應(yīng)用最廣泛的鋁及鋁合金焊接方法。在耐蝕性允許的情況下，可采用鋁硅合金焊絲焊接除鋁鎂合金之外的鋁合金 [8]。第一位表示其組別，牌號(hào)的第二位表示原始純鋁或鋁合金的改型情況，最后兩位數(shù)字用以標(biāo)認(rèn)同一組中不同的鋁合金或表示鋁的純度 [4]。隨著近年來 工業(yè)經(jīng)濟(jì)及 科學(xué)技術(shù)的飛 速發(fā)展， 工業(yè)上對(duì) 對(duì)鋁合金焊接結(jié)構(gòu)件的需求 量 日益增多， 這也促進(jìn)了對(duì) 鋁合金的焊接性研究。 在此工藝下， 接 頭 抗拉 強(qiáng)度達(dá)到母材的 %， 焊接接頭存在軟化現(xiàn)象， HV 值在56 左右，焊縫硬度值在 HV65 左右，軟化區(qū)的硬度低于焊縫，接頭韌性都很好， 正彎和反彎都達(dá)到 180176。 本設(shè)計(jì)母材選用 5052 鋁合金 ，焊接材料選用 的 ER5356 焊絲， 以 線能量 輸入 的不同，選擇三組工藝參數(shù) 對(duì) 300 150 6mm 的母材進(jìn)行 MIG 焊，對(duì)焊接接頭采用拉伸、彎曲、沖擊、硬度、微型剪切等常規(guī)力學(xué)性能試驗(yàn)和金相組織分析。 鋁合金的 概述及 分類 概述 鋁合金是工業(yè)中應(yīng)用最 為 廣泛的一 種 色金屬結(jié)構(gòu)材料，在汽車、航空、航天、船舶 、機(jī)械制造以 及化學(xué)工業(yè)中已大量應(yīng)用。 （ 3） 按合金所含主要元素成分分為：工業(yè)純鋁（ 1***系）， AlCu 合金（ 2***系），AlMn 合金（ 3***系）， AlSi 合金（ 4***系）， AlMg 合金（ 5***系）， AlMgSi 合 金（ 6***系）， AlZnMgCu 合金（ 7***系）， AlLi 合金（ 8***系）及備用合金組（ 9***系）。生產(chǎn)中可采用調(diào)整焊絲 成分與焊接工藝的措施防止熱裂紋的產(chǎn)生。焊條電弧焊可用于鋁合金鑄件的補(bǔ)焊。 （ 2） 鋁合金焊絲的化學(xué)成分一般與母材的相應(yīng)或相近 。焊接中氧化燒損極少，只有少量的蒸發(fā)損失，焊接冶金過程比較單純。由于利用這種過渡工藝所形成的焊縫易出現(xiàn)熔合不良 、未焊透、余高過大等缺陷，因此在實(shí)際焊接中一般不采用。 焊絲的種類與直徑 ： 焊絲直徑根據(jù)工件的厚度、施焊位置來選擇。 焊接速度 ： 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 10 頁 焊接速度即焊槍沿焊縫中心相對(duì)移動(dòng) 的速度，是重要的焊接工藝參數(shù)之一。 電子束焊焊鋁優(yōu)點(diǎn)很多： a，最突出的是焊縫深寬比高，可達(dá) 60:1，可一次焊透 300mm 以上的鋁合金板； b，焊接速度快，焊接物理性能好，能量非常集中，熔化和凝固過程快； c，焊縫純潔度高，真空對(duì)焊縫有良好的保護(hù)作 用，尤其是高真空電子束焊； d，工藝適應(yīng)性強(qiáng)，參數(shù)易于精確調(diào)節(jié)，對(duì)焊接結(jié)構(gòu)有廣泛的適應(yīng)性； e，再現(xiàn)性好，電子束焊焊接參數(shù)易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化控制； f，簡化加工工藝，可把大體積整件分為易于加工的、簡單的小型部件，然后用電子束焊焊為一復(fù)雜整體，減少加工難度、 節(jié)省材料、簡化工藝 [6~10]。 ⑤ 人力成本和試驗(yàn)成本都大大下降； ⑥ 焊縫質(zhì)量好 , 返修極少。焊絲形貌及規(guī)格如圖 21 所示。 d) )按下焊槍上的控制開關(guān)，焊機(jī)自動(dòng)提前送氣，延時(shí)接通電源，保將高電壓、慢送絲，當(dāng)焊絲碰撞工件短路后自然引燃電弧。） 鈍邊（ mm） 焊接電壓 （ A） 焊 接 電流 （ A） 送絲速度（ m/min） 焊接速度（ m/min） 干伸長量（ cm） 氣體流量（ L/min） 0~1 60 0 2126V 180230 2024 本次試驗(yàn)采用三組不同的線能量輸入，對(duì)分別編號(hào)為 1板， 2板， 3板的 5052鋁合金進(jìn)行 MIG 焊。因此測(cè)定焊接接頭各區(qū)域的硬度分布可以間接估計(jì)其強(qiáng)度、塑性及韌性。試驗(yàn)溫度室溫。為了更明確硬度的變化，在截面上取兩排讀數(shù)。過程是先對(duì) 25%的 HNO3 水溶液加熱到 70℃ 并保持此溫度，再把試樣放入 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 20 頁 25%的 HNO3 水溶液中，大約 10 分鐘后取出試樣水洗風(fēng)干，采用光學(xué)顯微鏡對(duì)試樣的焊 接接頭的顯微組織形態(tài)進(jìn)行觀察。 焊接速度的測(cè)定 焊接小車的給進(jìn)速度由電機(jī)控制，可調(diào)控電機(jī)的電壓值來控制焊接速度。 （ 2） 墊板 鋁及鋁合金在高溫時(shí)強(qiáng)度很低，液態(tài)鋁的流動(dòng)性能好，在焊接時(shí)焊縫金屬容易產(chǎn)生下塌現(xiàn)象。 飛行器部件要求重量輕，整體結(jié)構(gòu)好，可靠性高，因此對(duì)飛行器結(jié)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)和性能提出了越來越高的要求。相反，由于焊接過程中的快速機(jī)械攪拌作用，焊縫晶粒比母材還要細(xì)小，并且沒有明顯熱影響區(qū)，整個(gè)接頭的綜合機(jī)械性能幾乎與母材完全相同。焊接伸出長度一般根據(jù)焊接電流的大小，焊絲的直徑及焊絲電阻率來選擇。當(dāng)送絲速度增加時(shí)，焊接電流也隨之增大。 鋁及鋁合金 MIG 焊需注意的問題 ： （ 1） 噴射過渡焊接時(shí)，電弧電壓應(yīng)稍低一點(diǎn)，使電弧略帶輕微爆破聲，此時(shí)熔滴形式屬于噴射過渡中的射滴過渡。 （ 5） 可以獲得含氫量較低的焊縫金屬；焊接過程煙霧少，可以減輕對(duì)通風(fēng)的要求。 MIG 焊簡介 焊的基本概念 熔化極惰性氣體保護(hù)電弧焊，英文縮寫為 MIG 焊。 傳統(tǒng)的 MIG 焊比較適宜焊接中厚板，它的焊接電流大、電弧熱量集中、功率大、焊 接效率高，生產(chǎn) 效率比鋁及鋁合金手工 TIG 焊至少提高 2～ 3倍，可輕易地進(jìn)行全位置焊接。因此，對(duì)氫的來源要嚴(yán)格控制，以防止氣孔的形成。氣焊時(shí)，采用去除氧化膜的焊劑。采用鋁合金代替鋼板 材料的焊接，結(jié)構(gòu)重量可減輕 50%以上 [3]。 關(guān)鍵 詞： 鋁合金 ； MIG 焊 ； 焊接接頭 ； 工藝試驗(yàn) 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 V 頁 Abstract With the rapid development of railways and other industries, the demand for more and more of aluminum, aluminum alloy welding quality requirements are also increasing. Aluminum welding technology, materials, and joint strength of the Eighth FiveYear period was listed as a national research methods for welding aluminum, but for thick plate welding, MIG welding unique advantage: The device is simple, deep peration, high welding efficiency, welding quality, welding good accessibility, adaptability, on the long, welding seam curve can be short and easy to implement well the advantages of automation. The 5052 selection of the base metal alloy design, material selection of ER5356 welding wire to wire the different energy input, select three groups of process parameters on the 300 150 6mm of the base metal for MIG welding, welded joints by tensile , bending, impact, hardness, microcutting and other conventional mechanical test and microstructure analysis. In this process, the joint strength of % in the base metal, there is softening of welded joints, HV value of 56 or so, the HV65 hardness around the weld, the hardness is lower than the weld softening zone, the joint toughness is good, is bending and reverse bending has reached 180 176。 西 南 交 通 大 學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5052 鋁合金 MIG 焊工藝及接頭性能研究 年 級(jí) :2021 級(jí) 學(xué) 號(hào) : 姓 名 : 專 業(yè) :材料成型及控制工程 指導(dǎo)老師 : 2021 年 06 月 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 Ⅰ 頁 院 系 材料科學(xué)與工程 專 業(yè) 材料成型及控制工程 年 級(jí) 2021 級(jí) 姓 名 馬英杰 題 目 5052 鋁合金 MIG 焊工藝及接頭性能研究