6082铝合金脉冲MIG焊电流参数对接头性能的影响

2022-05-27欧开宇李盛良

汽车工艺师 2022年5期

欧开宇，李盛良

1.安徽理工大学机械工程学院，安徽淮南 232001

2.奇瑞新能源汽车股份有限公司，安徽芜湖 241009

铝合金具有良好的物理和化学性能，其质量轻、耐蚀性好、比强度高及热稳定性好等优点，广泛应用于汽车制造、航空航天、轨道交通及电子等行业[1-3]。MIG焊包括连续电流焊接和脉冲电流焊接。在铝合金MIG焊时，一般采用脉冲电流焊接，因为铝合金材料热敏感性大，对母材输入的热量有一定限制，脉冲MIG焊能够减少热输入。有研究结果显示，脉冲电流在铝合金MIG焊时，比连续电流MIG焊接提高了焊接接头的强度、塑性以及疲劳寿命。目前，国内外针对铝合金脉冲MIG焊的各种研究，主要包括焊接组织性能、电弧特性、焊接过程控制以及熔滴过渡等方面[4-7]。本文拟采用不同电流强度MIG焊对6082铝合金焊接接头的影响，为实际生产中进一步优化铝合金车体生产工艺，提高铝合金车体焊接质量提供基础数据。

试验方法及过程

试验采用基体材料为Al-Mg-Si系的6082铝合金，板厚3mm。其力学性能为：抗拉强度Rm=310MPa，伸长率A=20.8%；焊接填充材料为5356铝合金焊丝，直径1.2mm，保护气体为纯度99.99%的氩气。6082铝合金和5356焊丝的化学成分见表1。

表1 6082铝合金母材和5356焊丝化学成分（质量分数：%）

试验采用松下公司的工业机器人焊机，焊接过程采用平焊的焊接姿势，接头形式为对接且背面无衬板，焊接前先用不锈钢丝球清除坡口氧化膜。焊接工艺参数见表2。

表2 6082（3mm）MIG焊焊接工艺规范

焊后分别用X-Ray检测仪、金相显微镜、万能试验机进行检测，在进行拉伸测试前，对板材进行切割。为了避免试件的尺寸和形状对试验结果的影响，使各种材料机械性质的数值能互相比较，对试件的尺寸形状作了统一规定，如图1所示。再从剩余试板上截取30mm×20mm×3mm小块用于金相观察，如图2所示。

图1 试件尺寸

图2 金相观察试件尺寸

实验结果及分析

1.焊缝宏观形貌观察

按照不同强度的电流对6082铝合金进行焊接，采用机械手自动化焊接，得到了相应的焊缝，焊接形貌见表3，试样表面均无夹渣、未熔合、未焊透等缺陷，鱼鳞纹规则，焊缝美观。

表3 几种焊接正面形貌

2.焊缝与接头检测分析

对成形焊缝进行X射线无损探伤检测，检测结果见表4。观察焊缝中气孔生成情况，并测量气孔直径。三组试验中可见焊缝内无密集气孔且气孔个数明显低于20个；试验1的气孔最大，最大气孔直径为1.855mm，试验2的气孔最小。

表4 X射线成像图

X射线无损探伤检测完成后，取焊缝中心接头处用金相切割机切下30mm×20mm×3mm小块，放在金相研磨机上打磨抛光，用10%的氢氧化钠溶液腐蚀打磨抛光后的表面50s，用酒精清洗腐蚀后的表面并吹干，用宏观显微镜观察接头形貌，观察结果见表5，可见接头全熔透，焊缝及焊缝附近区域无热裂纹。采用试验1参数焊接时，焊缝正面余高过高，背面成形不连续；采用试验2参数焊接时，焊缝正面熔宽、余高合理，鱼鳞纹整齐美观，背面焊缝连续且适当；采用试验3参数焊接时，焊缝正面余高较低，背透较多。