铝镁合金材料的焊接技术.doc

制作：大船重工科技部情报室 日期：2004年12月15日
资料来源：《造船技术》.
铝镁合金材料的焊接技术
提 要 金的热膨胀系数比钢约大一倍，焊接产生的热应力较大，往往由于过大的内应力而在脆性温度区间内产生热裂纹。
(4)容易产生气孔。铝及铝合金的液体熔池很容易吸收气体，高温下溶入的大量气体在焊后冷却凝固过程中来不及析出，而聚集在焊缝中形成气孔。弧柱气氛中的水分，焊丝和工件表面氧化膜吸附的水分，都是焊缝气孔中氢的主要来源。因此，焊接前必须严格清理，并合理选择焊接工艺，以防止氢气孔的产生。
(5)无色泽变化。LF2材料从固态变成液态时，无明显的颜色变化，因此在焊接过程中给操笋者带来不少困难。
3 焊接工艺
焊接方法及设备选择
(1)焊接方法。LF2材料的焊接，为了保证施工质量，并结合本单位实际情况，选择手工钨极氩弧焊。主要是因为氩是惰性气体，它不溶于铝又不受大气污染，因此焊接质量较高。另外，氩弧焊焊铝有一种阴极净化作用，它能有效地清除铝材表面的氧化膜。
(2)焊接电源。为了发挥钨极氩弧焊焊LF2材料的阴极净化作用，电源一般不用直流，因为用直流只有反接(即工件为阴极)，这样大部分的热量集中在钨极上，易造成钨极端部熔化，使施焊难于进行。用交流电源，极性交替变化，从而具有了直流正、反接的两个特点，因此选用交流电源。
(3)焊接设备。从焊接方法、焊接电源及工件厚度等方面考虑，设备选用SYNCROWAVE—350型手工钨极氩弧焊机。
焊接材料
(1)焊丝。根据工件的化学成分、力学性能及使用条件，同时考虑到施焊过程中合金元素镁的烧损，故选用含镁量比母材高的丝33l(SAlMg5)焊丝，其化学成分见表4。
(2)保护气体。为了尽可能减少气孔的产生，％。
(3)钨极。为了减少钨极烧损和焊缝夹钨，选用铈钨极。
坡口型式
由于工件较薄，采用T形坡口。
4 焊接工艺评定试验
根据GB50236—98中“焊接工艺评定”的要求，对管状试件(?55X 2。5)进行了焊接工艺评定试验和焊缝返修性能试验。
管状试件焊接工艺评定试验
(1)焊接工艺参数见表5。
(2)试件质量检验结果见表6。
(3)试验结果分析。从表6可以看出，两组试件按上述焊接工艺施焊后，其焊接接头经检验评定均合格，这说明LF2材料可焊性较好。
管状试件焊缝返修性能试验
考虑到铝镁合金焊接返修的问题，为了检验焊缝返修对焊接接头的性能有何影响，分别对3组(每组2件)试件，进行了返修一次、二次、三次的焊接性能试验。
(1)焊接工艺参数与表5相同。
(2)试验结果见表7。由表7可见，由于受焊接热循环的影响，铝镁合金焊接接头分为过热区和再结晶区，过热区晶粒粗大从而使焊接接头塑性下降，再结晶区由于发生了两次结晶而使焊接接头强度下降。
从表6、表7试验结果可以看出，焊缝未经返修，焊接接头强度的平均值为212MPa，弯曲试验均合格，而焊缝经过一