LY16耐热金属Al-Cu-Mn系铝合金,由于其线膨胀系数为×10-6℃-1,体膨胀系数为%～%,因此焊接时收缩内应较大,而合金系统中又同时存在Fe、Si、Mg等元素。因此,其焊接性存在的主要问题是:1)焊接热裂纹;2)气孔;3)接头过时效软化。

鉴于LY16耐热铝合金材(其化学成份见表1)的焊接性特点,我们从主要焊接规范参数对其影响规入手,进了大的工艺试验研究。

TIG自动焊工艺试验试验条件a)设备仪器:——NSA2--2型氩弧焊机;——X-Y自动函数记录仪;——SC16线性记录示波器;——SBE-5二踪示波器。b)试验材:LY16耐热铝合金板。规格:mm×mm×6mm,mm×mm×3mm。c)保护气体:工业纯氩(99.99%)。d)电极材:W-Ce,直径:1=2mm,2=3mm,3=4mm。e)焊件状态:开坡口,无间隙对接,填丝。

电源种类、极性的选择从铝及铝合金材的特性分析可知,要想实现焊接,就必须彻底清除覆盖在其表面上的Al2O3膜,而工艺方法是否具有“阴极破碎”作用,则是焊接铝及铝合金材的关键。

从表2可以看到,焊接电流一定,交流电源可使用小直径钨极,而直流反极性电源则能。因此,采用前者电弧的热能集中程度高,焊接热影响区和软化区将减小,可获得窄而深的想焊缝成形。

焊接线能的选取以下预设实验参数任一参数变化,其它变化。钨极直径:2mm;喷嘴孔径:12mm;电极外伸:6mm;焊接电流:A;氩气流:9Lmin;焊接速度:×10-3ms;电弧电压:39V;电弧长度:3mm。

经试焊测得表3中焊接电流、电弧电压、焊接速度三者对焊缝成形的影响。1)随着焊接电流的增加,焊缝熔深增加,熔宽略增;2)随着焊接速度的增加,熔宽、熔深均减小;3)电弧电压增加,熔深减小,熔宽增加明显。从图1可知,采用热能集中的焊接方法,有利于快速进焊接过程,可防止形成方向性强的粗大柱状晶,因而可以改善抗裂性,采用小的焊接电流,可以减少熔池过热,也有利于改善抗裂性及热影响区的过时效软化倾向。而增大焊接速度和焊接电流,都促使裂纹倾向增大。

经过上述分析,我们将线能参数控制在焊接电流A,电弧电压31V,焊接速度×10-3ms。

钨极直径的选用(见表4)随着钨极直径的增加,熔深减小,熔宽增加,热影响区宽度增加,接头过时效软化倾向增大。因此,选取的钨极直径为2mm。

氩气流氩气流过大、过小的变化,都会引起焊缝气孔倾向增加,保护效果变差。因此,氩气流控制在9Lmin～10Lmin(见表5)。

焊接采用表6焊接工艺规范参数进了实际焊接,试件经X射线探伤和外观及断面检查,无裂纹、气孔及接头过时效软化现象,焊接质良好。

结论经对比试焊及接头质检测,采用表6规范参数进LY16耐热铝合金薄板的焊接是可的,但可获得良好的接头质,而且焊缝成形美观,焊后变形微小,可满足良好使用性要求。