鋁合金焊接工藝技術(shù)展望(編輯修改稿)
2024-07-15 02:52 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 試驗后，推薦應(yīng)用CB1207或CB1217焊絲，這種焊絲的成分是在ALCu基礎(chǔ)上添加Cu、Sc、Zr、Ti等，具體成分有待于進一步了解。應(yīng)用此種焊絲可以顯著地降低焊縫熱裂紋敏感性，氬弧焊焊接接頭強度大于250 MPa，焊后熱處理焊接接頭的強度、硬度增加。［4～8］這種焊絲可以保證無裂紋和細晶粒結(jié)構(gòu)的接頭，合理的選擇焊接工藝和焊前準備可得到無氣孔的焊接接頭。美國發(fā)現(xiàn)者號航天飛機的外貯箱采用了2195（AlCuLiMg）高強鋁鋰合金，取代原來使用了25～40年的2219合金。新設(shè)計的貯箱SLWT(Super Light Weight Tank超輕重量貯箱)，比原來的貯箱減重5%，即3 405 kg，其中LH2箱減重1 907 kg、LO2箱減重736 kg，箱間段減重341 kg，其他減重422 kg。每減輕1 kg質(zhì)量可以增加1 kg有效載荷，這樣就增加3 405 kg的有效載荷。美國總共生產(chǎn)120臺SLWT，完成全部航天飛行計劃［9～10］。2195T8合金的貯箱采用4043焊絲，變極性等離子弧焊 (VPPA)焊接。VPPA具有高的電弧溫度、高的電弧電壓和更集中的熱量。VPPA焊接2195T8鋁鋰合金的關(guān)鍵是焊縫背面保護，鋁鋰合金含有活潑的Li元素，如焊接時背面保護不好，極易氧化。馬歇爾飛行中心研制出長229 mm、 mm、高152 mm的不銹鋼“保護盒”，“保護盒”在焊接時隨焊槍行走，%。另外，研制了直徑51 mm、長229 mm的不銹鋼管裝在工件背面，焊接時隨焊槍移動，也可有效保護背面焊縫。如果這兩種保護裝置同時使用，效果更好。3 極具前途的幾種工藝技術(shù) 變極性等離子弧焊接技術(shù)（VPPA）1978年，美國NASA宇航局馬歇爾宇航中心決定變極性等離子弧焊技術(shù)部分取代鎢極氬弧焊工藝焊接航天飛機外貯箱。航天飛機外貯箱材料為2219鋁合金，共焊接了6400 m焊縫，經(jīng)100% X射線檢測，未發(fā)現(xiàn)任何內(nèi)部缺陷，焊縫質(zhì)量比TIG多層焊明顯提高。變極性等離子焊接技術(shù)用于鋁合金焊接， mm。其工藝特點是在焊接過程中，在焊接熔池中心存在一穿透的小孔，而且在實際生產(chǎn)中通常采用立向上焊工藝，既有利于焊縫的正面成形，又有利于熔池中氫的逸出，減少氣孔缺陷。因此被稱為“零缺陷焊接”。“八五”期間，在引進國外某公司的變極性等離子焊接系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，進行了LFLD10鋁合金平板（厚3 mm、6 mm、10 mm）焊接工藝試驗［11］。“九五”期間，與哈爾濱工業(yè)大學聯(lián)合開展了變極性等離子焊接技術(shù)研究，研制了變極性等離子焊接設(shè)備樣機，并進行了LF6和LD10鋁合金板材（厚3 mm、5 mm、12 mm）焊接工藝試驗，完成了帶有縱縫和環(huán)縫的貯箱模擬件焊接，解決了環(huán)縫焊接時起弧打孔和收弧填孔及焊縫首尾相接的難題，焊接模擬件通過了液壓試驗，將變極性等離子焊接技術(shù)的工程應(yīng)用向前推進了一大步。隨著2219鋁合金和2195鋁鋰合金的應(yīng)用，在未來中厚度的大型貯箱焊接生產(chǎn)中，變極性等離子焊接技術(shù)有著廣闊的應(yīng)用前景。 局部真空電子束焊接技術(shù)由于真空電子束焊接工藝是將被焊工件置于真空環(huán)境中進行焊接，因此可以得到優(yōu)質(zhì)的焊縫。同時，電子束高的能量密度使焊縫較窄，深寬比大，焊接應(yīng)力和變形較小，在工業(yè)各領(lǐng)域尤其是國防工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。但對于一些大型構(gòu)件如運載火箭貯箱殼體等，如果采用真空電子束焊接工藝，則需要較大的真空室，其容積可達數(shù)百立方米，這種電子束焊接設(shè)備造價很高。為了解決這一問題，國外開始設(shè)計和應(yīng)用局部真空電子束焊接設(shè)備，不是將被焊工件整體放入真空室，而是在焊縫局部建立真空環(huán)境，從而完成焊接。前蘇聯(lián)將局部真空電子束焊接技術(shù)應(yīng)用于不同類型和尺寸火箭燃料貯箱殼體的焊接，在殼體的縱縫、對接環(huán)縫及法蘭環(huán)縫焊接中，有7種類型焊縫（縱縫、對接環(huán)縫、法蘭環(huán)縫）應(yīng)用局部真空電子束焊接工藝。 m直徑殼體環(huán)縫焊接，能源號火箭貯箱縱縫采用局部真空電子束焊接工藝，壁厚為42 mm，局部密封采用磁流體密封、橡膠圈密封等技術(shù)。國內(nèi)在“九五
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