5A06铝合金Plasma—MIG焊接工艺浅析

摘 要：Plasma-MIG焊是等离子弧焊和熔化极气体保护焊（MIG）的综合焊接方法。使用这种工艺对l0mm厚的5A06铝合金进行焊接，提高了接頭的强度、韧性，相对于传统MIG双道焊均有所提高。

关键词：Plasma-MIG焊；5A06铝合金；焊接

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.14.044

Plasma-MIG焊接技术诞生于上20世纪70年代，经常被视为等离子弧焊结合熔化极气体保护焊（MIG）发展而来的。与常规熔化极气体保护焊相比，Plasma-MIG焊接技术具有焊接过程稳定、小飞溅以及熔敷效率高等优点，特别是用于铝合金焊接时，其焊缝质量高、晶粒小同时气孔少等特点。国内对于Plasma-MIG焊接技术介绍较少，这种工艺的优异特点，本文将针对5A06铝合金进行Plasma-MIG焊接及传统的MIG焊接，对比分析Plasma-MIG焊接的优势。

1 试件制备

焊接选用1.6mm的ER5356焊丝[1-2]。其化学成分如表1所示。利用机械加工的方法获取250mm×80mm×10mm的5A06铝合金板材试件A，并在板材上加工出一个3mm的60°V形坡口，其中C=0～1mm[1]。采用垫板加工成型槽，确保焊缝背面完好，焊接前做焊前清理。B试件则采用60°全V形坡口。

2 Plasma-MIG焊接

由于Plasma-MIG焊接的工艺参数较多，所以利用正交法，以气孔率为指标探索各个工艺参数对气孔的影响，最终综合分析得出的最佳工艺参数，对加工好的5A06铝合金试件A进行Plasma-MIG焊接，焊接的工艺参数如表2所示。对B试件进行传统的MIG双道焊接，参照文献所提供的工艺参数如表3所示[2-3]。

3 焊缝性能检测

3.1 焊缝气孔检测

对焊接后的板材试件A与B做X射线无损检测，结果显示，在试件A中只有极少量的气孔存在，相比较而言，B试件焊缝中的气孔数量比A试件多。

3.2 焊缝力学性能检测

对焊接后的A、B试件及母材按照国家标准制作尺寸为80mm×10mm×3mm的拉伸试样，在CSS-44300试验机上进行测试，加载速度为3mm/min，其拉伸结果如表4所示。

3.3 焊接断口分析

对A、B及母材三个个试件的拉伸断口进行宏观特征分析，三个试件的断口存在“颈缩”，同时出现剪切唇，表面呈纤维状粗糙不平，颜色灰暗，所以三个试件均为延性断裂。

对A、B试件的断口进行扫描电镜照相，如图8、9所示， 试件的断口都由许多韧窝组成，在韧窝的中心存在析出相。通过扫描电镜对断口形貌的观察显示，A试件比B试件断口的韧窝较深较大，所以相比传统MIG焊接Plasma-MIG的焊接接头韧性更好[4]。

4 结语

针对5A06铝合金10mm厚的板材进行Plasma-MIG焊接与传统MIG焊接，对这两种焊接工艺的焊接接头进行力学性能与宏观断口及微观断口分析，结果显示Plasma-MIG焊缝中只产生极少的气孔，相比较而言传统的MIG焊缝中存在较多气孔。焊接接头的力学性能方面，Plasma-MIG焊接的强度、韧性等指标优于MIG焊接。断口分析方面， Plasma-MIG焊接与传统MIG焊接接头的断口均为为延性断裂，微观组织特征差别不大，但是Plasma-MIG的韧窝更深更大，从侧面反映了Plasma-MIG焊接接头的韧性更好。

参考文献：

[1]Ton H.Physical properties of the plasma-MIG welding arc[J].Journal of Physics D Applied Physics，1975，8（08）：922.

[2]石磊.5A06铝合金Plasma-MIG焊工艺研究[D].哈尔滨工业大学， 2006.

[3]杨涛.Plasma-MIG电弧耦合机制及2219铝合金焊接工艺研究[D]. 哈尔滨工业大学，2013.

[4]张义顺，马国红，邵成吉等.PLASMA-MIG焊接控制系统的研制[J]. 沈阳工业大学学报，2002，24（05）：378-380.

作者简介：张晓睿（1979-），女，河南周口人，本科，工程师，主要研究方向：机械制造。