双丝MIG焊焊接工艺在改善高速列车车体焊接质量中的应用
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高速高效MIG双丝焊技术珠海伟鼎机电设备有限公司罗正武MIG MAG双丝焊关键词:关键词:MIG摘要:双丝气体保护焊是一种高效、高速、适应性强、节能的焊接工艺。
和普通的气体保护焊相比,焊接效率是他们的3-6倍。
在中厚板焊接时熔敷率可达到24kg/h,在焊接要求控制线能量的低合金高强钢是代替埋弧焊的最佳工艺。
该工艺可以焊接碳钢、低合金钢、不锈钢、铝、铝合金等各种金属材料,是一种高速高效、应用广泛的先进焊接技术。
由于具有很高的焊接速度,所以这种焊接只能在机器人和自动焊接上可以实现。
0前言:双丝焊起源于六七十年代,在九十年代发展成熟并在2000年左右在中国得到推广应用,其技术一直掌握在欧洲的少数几个发达国家,为了提高我们国家自己的焊接水平,珠海伟鼎机电设备有限公司从国外引进先进技术并花费多年时间研究,终于推出了中国人自己的双丝焊技术。
使中国的焊接工艺达到欧洲高端同类焊机技术水平。
一、双丝焊焊接系统原理:双丝焊是将两根焊丝按一定角度放在一个特别设计的焊枪里,两根焊丝分别由相互通讯的两台电源供电。
除送丝速度可以不同外,其他参数,如:焊丝的材质、直径、是否加脉冲等都可彼此独立设定,从而保证了电弧在最佳状态。
与传统双丝焊技术相比,由于两根焊丝的电弧是在同一个熔池中燃烧,提高了总的焊接电流,因此提高了熔敷效率和焊接速度。
同时由于两根焊丝交替送进同一熔池,对熔池具有搅拌作用,而降低了气孔敏感性,细化了晶粒,改善了焊缝质量。
图1:双丝焊的原理图。
二、双丝焊的工艺特点:a)高性能焊机,100%暂载率时的焊接电流1000A,脉冲电流1500A;b)数字化双脉冲电源,6英寸LCD显示,可编程,连接PC机、打印机;c)每根焊丝的规范参数可单独设定,质材、直径可不同,相位差可连续调整;d)每根焊丝的送丝速度可达30m/min;e)大大提高熔敷效率和焊接速度;f)在熔敷效率增加时,保持较低的热输入;g)电弧稳定,熔滴过渡受控;h)焊接变形小;I)飞溅小;j)焊接数据监控和管理,错误代码显示;k)使用标准气体,耗气量少;l)可焊接钢、高强钢、不锈钢、铝合金等;三、MIG/MAG单丝焊和双丝焊应用比较:MIG/MAG单丝焊和双丝焊应用比较示于表1产品名称焊接方法汽车油箱材料:铝板厚:2mm焊缝形式:搭接,环缝焊缝厚度:2.5mm焊接参数单丝焊双丝焊焊丝直径 1.2mm 1.0+1.0mm焊接速度55cm/min130cm/min送丝速度 4.6m/min8.2+6.1m/min 熔敷效率0.84kg/h 1.82kg/h空气净化器材料:不锈钢板厚:1mm 焊缝形式:3板接头焊缝厚度:2mm焊丝直径 1.2mm 1.0+1.0mm 焊接速度120cm/min 290cm/min送丝速度11m/min 19+14m/min 熔敷效率5.28kg/h 11.88kg/h 起重臂材料:钢板厚:20mm焊缝形式:V 型坡口焊缝厚度:6-7mm焊丝直径 1.2mm 1.0+1.0mm 焊接速度30cm/min 80cm/min 送丝速度13.5m/min 19.1+9.0m/min 熔敷效率7.29kg/h15.17kg/h表1四、TANDEM 双丝焊应用TANDEM 双丝焊可以应用于碳钢、低合金钢、不锈钢、铬合金等各种金属材料的焊接,适用于各种接头形式。
MIG焊的原理特点及应用1. MIG焊的原理MIG焊(Metal Inert Gas Welding),也称为气体保护焊(Gas Metal Arc Welding,简称GMAW),是一种常用的电弧焊接方法。
它利用熔化电极和工件之间的电弧来进行焊接。
在MIG焊中,使用一根带有电流的连续且自动供给的焊丝作为电极,将焊丝传输到工件处,并同时通过喷出的惰性气体或混合气体进行保护。
MIG焊具有以下原理特点:- 熔化电极自动给送:MIG焊使用连续供给的焊丝,通过进给系统自动将焊丝送到焊接区域,使焊接过程更加稳定和高效。
- 惰性气体保护:在MIG焊中,使用惰性气体(常见的有氩气)来保护焊接区域,防止焊缝受到空气中的氧和湿气的污染,提高焊接质量。
- 电弧稳定:MIG焊利用直流电源产生的稳定电弧进行焊接,使焊接过程更加可靠和一致。
- 适应性强:MIG焊适用于多种金属的焊接,包括钢、铝、镍合金等,具有广泛的应用领域。
2. MIG焊的应用MIG焊由于其原理特点,被广泛应用于以下领域:2.1 汽车制造汽车制造行业是MIG焊的主要应用领域之一。
在汽车制造过程中,MIG焊被用于焊接车身零部件、底盘、车架等关键部位。
由于MIG焊的高效性和稳定性,它可以快速、准确地进行焊接,提高汽车的生产效率和质量。
2.2 金属结构制造MIG焊在金属结构制造领域也扮演着重要的角色。
无论是建筑物、桥梁、钢结构还是船舶等金属结构的制造和修复,MIG焊都能够提供高质量、高效率的焊接解决方案。
其适应性强的特点使得MIG焊成为了许多金属结构制造工艺中的首选方法。
2.3 家电制造在家电制造过程中,MIG焊被广泛用于焊接厨房电器、空调、冰箱等产品的外壳和内部结构。
由于MIG焊具有高效、稳定的特点,可以快速焊接大量的金属零部件,提高家电生产的效率和质量。
2.4 食品和饮料工业在食品和饮料工业中,MIG焊被应用于不锈钢容器和管道的焊接。
由于MIG焊具有惰性气体保护的特点,焊接过程不会产生内部污染,保证食品和饮料的安全性和卫生标准。
焊接工艺在施工中的应用与质量控制近年来,随着现代化建设的快速发展,焊接工艺在各个行业中的应用日益广泛。
本文将从焊接工艺的应用方面介绍其在施工中的重要性,并探讨相关的质量控制方法。
1.焊接工艺介绍焊接是将金属或其他材料连接在一起的方法,通过加热使材料熔化并形成连接。
它在建筑、汽车制造、航空航天等领域中担任着重要角色。
不同的焊接工艺包括气焊、电弧焊、激光焊等。
2.焊接工艺的应用焊接工艺在施工中应用广泛。
例如,建筑工程中的钢结构焊接用于连接大型钢梁和柱子,使建筑更加牢固。
汽车制造业中的焊接工艺用于连接汽车车身和其他零部件,提高汽车的结构强度。
航空航天领域中,焊接工艺被用于制造飞机和火箭的重要部件,确保其在极端环境下的可靠性。
3.焊接质量控制的重要性焊接质量直接关系到产品的安全性和可靠性。
焊接接头的质量问题可能导致结构松散、破裂甚至事故。
因此,焊接过程的质量控制十分重要。
良好的焊接质量控制不仅可以保证产品的寿命和性能,还可以减少废品和修补工作的发生。
4.焊接质量控制方法焊接质量控制需要严格的操作规范和检验手段。
首先,焊接操作者应具备专业技能和丰富经验,了解各种焊接方法和工艺参数的选择。
其次,在焊接过程中,应定期检查设备的运行状态,并确保使用高质量的焊接材料。
检验方面,可采用无损探伤、力学性能测试和焊接外观检查等方法,确保焊接接头的质量。
5.焊接工艺的优化为了提高焊接质量和效率,不断优化焊接工艺十分必要。
可以通过选择合适的焊接方法、调整焊接参数和改进材料等措施来实现。
芯片焊接技术可以提高电子器件的可靠性和紧凑性。
激光焊接技术具有高精度和高效率的优势,逐渐在工业制造中得到应用。
6.焊接工艺的发展趋势随着科技的不断进步,焊接工艺也在不断发展。
其中一个重要趋势是自动化和智能化的发展,通过机器人焊接和自动化设备的应用,可以提高焊接质量和生产效率。
另外,新材料的出现也对焊接工艺提出了更高要求,例如在高温、高压等极端环境下的焊接。
高速列车铝合金车体焊接技术及其发展趋势[摘要]:本文阐述了现代高速列车铝合金车体的焊接技术研究和应用现状,介绍了目前应用较多的焊接技术方法及其发展趋势。
[关键词]:高速列车铝合金车体焊接发展趋势中图分类号:u292.3+5 文献标识码:u 文章编号:1009-914x(2013)01- 0159-02随着轨道车辆速度的加快,车体轻量化变得越来越迫切。
不锈钢因其密封性较差且密度较高,一般适于制造准高速列车,而铝合金材料制造 200 km/h 以上的高速列车有着很大的优越性[1]。
铝合金密度小、耐蚀性好、比刚度高,可以大大降低列车的自重并提高其安全性。
在现代轨道车辆结构中大量采用高强度铝合金材料替代钢铁材料,铝合金车体约占世界份额95%[2,3]。
随着近几年中国高速列车技术的引进消化吸收和国内铝合金型材加工技术的日益成熟,国内的高速列车车体材料也都大量采用铝合金。
高速列车时速的进一步提高对列车车体材料及连接工艺尤其是焊接工艺提出了更高的要求。
一、高速列车铝合金车体焊接技术研究现状1.金属极惰性气体保护焊(mig焊)mig焊是目前世界上高速列车铝合金车体焊接应用最为广泛、经济、有效的焊接工艺。
在铁路车辆制造行业,传统mig焊接技术主要由自动或半自动mig焊、手工焊接技术构成。
为了适应高速列车的使用条件,近几年出现一些新的mig焊接技术[4]。
双丝脉冲mig 焊技术现在已成熟应用在高速列车车体的焊接中,如南车青岛四方机车车辆股份有限公司采用奥地利生产的rit330—s型双枪双臂龙门igm焊接机器人设备对铝合金车体侧墙进行焊接。
高速列车的车体侧墙、车顶所用的基本为6005a铝合金,端墙板所用的6082铝合金,国外铝合金车体常用的7020铝合金,国内外相关科研单位和轨道车辆生产制造厂家针对不同铝合金材料的双丝脉冲mig焊接技术都已展开相关研究[5,6]。
国外还发展了双头或多头双弧双丝共熔池焊接[4]。
mig焊容易产生裂纹、夹渣、气孔、未焊透等焊接缺陷,其热输入量高、变形大、飞溅等也无法避免;工作过程会产生大量烟尘、气体、弧光等造成工作环境恶劣,增加工人劳动强度。
基于DSP协同控制的双丝脉冲MIG焊系统的研究的开题报告一、研究背景随着制造业的发展,焊接技术在工业中得到了广泛应用。
在众多的焊接技术中,MIG焊是最为常见的一种焊接方法。
目前,双丝脉冲MIG 焊接技术被广泛应用于高强度、高精度和高要求的焊接工艺中。
MIG焊机是一种控制器件系统,主要由功率电源、焊接工作系统和控制系统等部分组成。
其中,控制系统是焊接工作系统的关键,它的作用是确保焊接过程中的温度控制、电流控制等参数在合适的范围之内,从而确保焊接质量。
但是,在焊接过程中,由于电极短路、喷溅等现象的存在,焊接质量存在着波动性。
因此,本文旨在研究基于DSP协同控制的双丝脉冲MIG焊系统,针对焊接过程中存在的问题,提出相应的优化措施,从而达到提高焊接质量和效率的目的。
二、研究目的和意义本文的研究目的是:1.设计一种基于DSP协同控制的双丝脉冲MIG焊系统,改善焊接过程中存在的问题,提高焊接的质量和效率。
2.通过焊接实验,验证该系统的有效性,并比较其焊接质量和效率与传统MIG焊系统的差异。
本研究的意义在于:1.提高焊接质量和效率,使其更加符合现代制造业的要求。
2.为其他焊接领域的研究提供借鉴和指导,促进焊接技术的发展。
三、研究内容和方法1.系统设计在本文中,我们将设计一种基于DSP协同控制的双丝脉冲MIG焊系统,系统中涉及的部分包括功率电源系统、双丝切换和控制系统、DSP协同控制系统和人机界面系统等。
其中,DSP协同控制系统是本文的重点,它将协调各部分之间的关系,并实现整个系统的自动化控制。
2.性能优化针对MIG焊接过程中存在的问题,我们将提出相应的性能优化措施。
其中,包括:(1)电弧稳定性优化通过优化电弧传递过程中的参数,实现电弧的稳定性,并避免因电弧不稳定导致的焊接质量下降的情况。
(2)喷溅抑制喷溅是MIG焊接过程中常见的问题之一,我们将通过优化喷嘴结构和增加缩气孔,降低喷溅的发生率。
3.实验验证对于该系统的实际效果的验证,我们将对焊接过程进行实验验证,比较本系统与传统MIG焊系统之间的焊接质量和效率差异。
焊接技师专业论文题目:双丝MIG焊焊接工艺在改善高速列车车体焊接质量中的应用姓名:职业:身份证号:鉴定等级:技师年月日双丝MIG焊焊接工艺在改善高速列车车体焊接质量中的应用摘要:高速列车行业的飞速发展使铝合金型材得到了很好的应用,但老的铝合金车体的焊接质量及效率已满足不了其现有要求。
本文讲述了铝合金车体双丝焊焊接工艺,并分别对双丝焊和单丝焊的焊接接头进行了X射线无损检测、显微组织分析、性能变化检测和拉伸断口形貌分析。
研究了双丝MIG焊焊接工艺方法在高速动车组车体用6005A-T6铝合金的焊接成型可行性。
结果表明,双丝焊焊接速度高、焊缝成形好,接头组织致密、晶粒细小,接头力学性能优良,适合高速列车的大批量自动焊生产。
关键词:6005A铝合金;双丝MIG焊;显微组织;力学性能;高速列车0 引言轨道客车轻量化车体结构是铁路实现列车高速运行的关键技术之一,大型中空挤压型材6005A-T6铝合金是一种中等强度铝合金,主要用于城铁客车、铁路客车,尤其是高速动车组的车体制造,车体制造过程中大量采用焊接机器人进行自动焊接。
传统机器人焊接主要采用单丝焊,但是单丝焊焊接速度较慢,生产效率较低,如提高焊接速度,易产生焊缝余高大、未焊透、咬边,甚至不成形等缺陷,很难满足当今大批量高效生产优质高速列车车体的需要。
近年奥地利Fronius公司开发出了“TIME Twin”双丝MIG焊焊接技术,应用两台相互独立的焊机各控制一根焊丝,使用同一个喷嘴,形成不同的熔池。
两焊机参数可单独设定,焊丝材质、直径、送丝速度可不同,焊接电弧稳定,熔滴过渡可控,焊接热输入量、焊接变形、飞溅相对单丝焊小,可大大提高焊接熔覆率和焊接速度,做到高效生产。
研究证明,双丝焊的后丝电弧对熔池具有搅拌作用,焊接时一脉一滴的熔滴过渡方式焊缝成形稳定,焊接飞溅和气孔率低。
本文研究双丝焊在该领域应用的可行性,为提高焊接生产效率提供参考数据,对上述材质的双丝焊焊接工艺、接头组织及性能进行了深入研究。
焊接技师专业论文题目:双丝MIG焊焊接工艺在改善高速列车车体焊接质量中的应用姓名:职业:身份证号:鉴定等级:技师年月日双丝MIG焊焊接工艺在改善高速列车车体焊接质量中的应用摘要:高速列车行业的飞速发展使铝合金型材得到了很好的应用,但老的铝合金车体的焊接质量及效率已满足不了其现有要求。
本文讲述了铝合金车体双丝焊焊接工艺,并分别对双丝焊和单丝焊的焊接接头进行了X射线无损检测、显微组织分析、性能变化检测和拉伸断口形貌分析。
研究了双丝MIG焊焊接工艺方法在高速动车组车体用6005A-T6铝合金的焊接成型可行性。
结果表明,双丝焊焊接速度高、焊缝成形好,接头组织致密、晶粒细小,接头力学性能优良,适合高速列车的大批量自动焊生产。
关键词:6005A铝合金;双丝MIG焊;显微组织;力学性能;高速列车0 引言轨道客车轻量化车体结构是铁路实现列车高速运行的关键技术之一,大型中空挤压型材6005A-T6铝合金是一种中等强度铝合金,主要用于城铁客车、铁路客车,尤其是高速动车组的车体制造,车体制造过程中大量采用焊接机器人进行自动焊接。
传统机器人焊接主要采用单丝焊,但是单丝焊焊接速度较慢,生产效率较低,如提高焊接速度,易产生焊缝余高大、未焊透、咬边,甚至不成形等缺陷,很难满足当今大批量高效生产优质高速列车车体的需要。
近年奥地利Fronius公司开发出了“TIME Twin”双丝MIG焊焊接技术,应用两台相互独立的焊机各控制一根焊丝,使用同一个喷嘴,形成不同的熔池。
两焊机参数可单独设定,焊丝材质、直径、送丝速度可不同,焊接电弧稳定,熔滴过渡可控,焊接热输入量、焊接变形、飞溅相对单丝焊小,可大大提高焊接熔覆率和焊接速度,做到高效生产。
研究证明,双丝焊的后丝电弧对熔池具有搅拌作用,焊接时一脉一滴的熔滴过渡方式焊缝成形稳定,焊接飞溅和气孔率低。
本文研究双丝焊在该领域应用的可行性,为提高焊接生产效率提供参考数据,对上述材质的双丝焊焊接工艺、接头组织及性能进行了深入研究。
1 实验材料及其焊接性1.1实验材料材料取自高速动车组车体墙板用大型中空铝合金挤压型材,牌号为6005A,热处理状态为T6态,其化学成分见表1。
型材壁厚4 mm,型材对接前已分别预开了35°坡口,留1 mm钝边,钝边接触处不留间隙。
焊接填充材料采用意大利MTL公司生产的ER5087焊丝,焊丝直径为1.2 mm,其化学成分见表2。
保护气体选用Ar纯度99.99%的氩气。
1.2 实验材料的焊接性1)由于铝与氧的化学亲和力很强,材料表面易生成薄薄的一层致密的氧化膜Al2O3,这层氧化膜给焊接造成困难,一是Al2O3不导电从而影响电弧燃烧,当氧化膜较厚时严重阻碍铝的熔合。
其次因为氧化膜的熔点远高于铝的熔点,而密度又远高于铝,焊接时易形成未熔合和夹杂。
此外氧化膜中含有一定数量的结晶水和吸附水,往往又是产生气孔的根源。
所以施焊前和施焊中清除氧化膜是焊接铝合金必要的工艺程序。
2)铝合金的比热容、电导率、热导率比钢的大,焊接时的热输入将向母材迅速流失,因此需采用高度集中的热源,焊接的热输入也比钢要大,有时还需预热。
3)铝的热膨胀系数是碳钢的2倍,而弹性系数又比钢小很多,因此铝合金的焊接变形比碳钢要大得多,焊接铝合金要求采用热量集中的焊接方法,即热量集中的热源。
4)铝合金熔点低,在加温到熔化之前无明显的颜色变化,给焊接操作带来一定困难。
2 焊接工艺方法及操作要点2.1 焊接设备双丝焊采用IGM Robot RTI330-S大型双丝焊机器人系统,配以两台互相独立的FroniusTPS5000型MIG焊机,各自通过两套送丝机、两根送丝软管、两个独立的导电嘴分别将焊丝同时送进共用的一个焊枪中,这样焊接过程送丝互不干扰,且焊丝在双电弧中被熔化,形成一个熔池。
单丝焊采用IGM公司的单丝焊机器人系统,也配以同型号MIG焊机。
2.2 焊接方法及工艺参数环境温度为22.5℃,空气相对湿度为17.4%。
双丝焊的两台焊接电源设定为主从模式,即行走在前面的前导焊丝对应主机(master);行走在后面的跟踪焊丝对应从机(slave)。
两台焊机各自的电弧参数可任意调节,可用不同脉冲频率组合进行焊接。
焊接工艺参数见表3。
2.3 操作要点1)焊前试件清理焊前用机械方法去除工件表面氧化层,用压缩空气吹除表面粉尘,并用酒精擦拭表面,然后执行焊接。
清理后4h内未焊接,需重新清理。
2)焊丝及保护气体的要求焊丝在运输及存放时,必须保证环境的干燥,防止焊丝表面吸收水分而使焊缝产生气孔。
保护气体采用纯度为99.99%的氩气,要求瓶内最低压力不低于3MPa。
3)组对拼装将试件放置专用的工装上进行组对,钝边接触处不留间隙。
然后用夹具压紧,中间无法使用夹具除可用实心长方体压铁将试件压实。
将试件两端点焊上引弧板与熄弧板,试件每隔500mm焊接50mm长的定位焊缝,以防止试件的横向变形。
将定位焊缝磨平,并刨出与焊缝坡口相同大小的V形槽,重新清理定位焊缝及引弧板、熄弧板。
4)两焊丝与焊接方向的相对位置双丝焊是,通过调节两焊丝与焊接方向的相对位置,可获得不同的焊缝宽度与熔深,如图1所示图1 两焊丝与焊缝的相对位置两焊丝所在的直线与焊接方向相同时,焊缝窄而深,且可允许的焊接速度较快;两焊丝所在的直线与焊接方向相垂直时,焊缝宽而浅,可允许的焊接速度较慢。
3 检验设备及方法3.1 检验设备1)无损检测设备用ERESO42MF2型X射线探伤仪。
2)显微组织观察用EIPHOTO NI-KON300光学显微镜。
3)硬度检测用HXD-1000显微硬度计。
4)拉伸实验用SHT4605电液伺服万能试验机。
5)拉伸断口形貌观察用JSM-5600型扫描电子显微镜。
3.2 检验方法焊接结束后,将实验型材在空气中冷却,并用五轴加工中心将其沿焊缝横向加工成拉伸样品的轮廓,加工后断面如图2所示。
图2铝型材实验材料焊接并加工后断面图将型材样品中间的加强筋切断,然后由X射线探伤仪对加工后的样品沿接头纵向进行无损探伤,磨平焊缝余高并磨掉毛刺,用光学显微镜对焊后各区微观组织进行观察;从焊缝中心开始向两侧母材逐点测量焊接接头各区显微硬度;对包含焊接接头的拉伸试样进行拉伸实验;对焊接接头拉伸断口形貌用扫描电子显微镜观察。
为研究双丝焊的特点,将上述实验与单丝焊作对比分析。
4实验结果及分析4.1焊接接头外观及X射线无损探伤结果为比较单、双丝焊焊接接头表面及内部质量缺欠程度,分别对其进行了外观及X射线无损探伤,并参照了列车制造常用的国际标准:焊接-铝及铝合金的弧焊接头-缺欠质量分级(ISO10042),检测结果见表4。
探伤后对比图像如图3 所示图3 X射线无损探伤对照表图3中,探伤结果图片中上部白亮及逐渐变暗的过渡部分为焊缝及型材自带垫板探伤后的图像,下部白亮为型材中间的加强筋探伤后图像。
由图(a)可以看出,单丝焊对接焊缝中可见焊缝中离散分布几个气孔,数量多于表面气孔数量,说明焊缝内部也存在气孔。
图(b)表明,双丝焊对接焊缝中焊缝熔合良好,无裂纹、未焊透、夹杂和气孔等缺陷,这是由于采用双丝自动焊方法,焊接过程中后丝产生的电弧对熔池的搅拌作用延长了熔池凝固时间和熔池中气体排出时间,使得熔池在凝固过程中气体得以充分溢出,从而降了产生气孔的倾向。
4.2显微组织分析高速动车组车体用6005A-T6铝合金是可热处理强化铝合金,经过T6热处理状态挤压成的大型中空型材,其组织为完全再结晶组织,主要强化相为Mg2Si 相,在焊接电弧热的作用下,焊缝区温度很高,热影响区靠近焊缝的区域强化相元素Mg,Si等具有较大的活性,固溶到α(A1)基体中;冷却时,体积很小的熔池周围被较冷的大范围母材金属包围,所以,熔池的冷却速度大,熔池中心和熔池的边缘之间有很大的温度梯度,致使焊缝中的柱状晶得到很大的发展。
单、双丝焊焊缝显微组织200倍照片如图4所示。
图4 焊接接头显微组织照片由图4可知,焊缝组织是焊丝急冷结晶后的柱状晶组织,而且双丝焊焊缝组织较单丝焊焊缝组织致密、晶粒细小,这是由于双丝焊焊接速度快,热输入量相对小的原因所致。
4.36005A-T6铝合金双丝焊焊接接头硬度分布在维氏硬度计上从焊缝中心向两侧熔合线、热影响区及母材侧逐点测试硬度,每2 mm测一点,两侧各测11个点。
以焊缝中心为零点,靠近两侧母材各为正负值的硬度曲线如图5所示。
图5 焊接接头硬化对比由图中可见,双丝焊焊缝区、软化区硬度略高于单丝焊焊缝,其原因为双丝焊焊缝晶粒较单丝焊焊缝晶粒细小,组织更均匀。
从热影响区的硬度值区域比较发现,双丝焊熔宽较单丝焊略宽,这是由于双丝焊后丝电压比前丝电压高、电弧变长后起到了调节焊缝外观成型的作用,增加了熔宽。
两种焊接方式均在距离焊缝中心12~15 mm左右硬度达到了最低值,形成近似“软化区”,与单丝焊比较,最低硬度值双丝焊更高,这是由于双丝焊热输入量较少,焊缝散热速度快,使得双丝焊热影响区的晶粒相对单丝焊细小,硬度损失小的缘故,接头被软化程度较轻。
在距离焊缝中心两侧大于18 mm后,硬度逐渐恢复至母材硬度。
4.4焊接接头拉伸实验结果分析6005A-T6铝合金型材母材及单、双丝焊接接头拉伸力学性能检测结果见表5。
由表5可见,单、双丝焊接接头抗拉强度分别为186 MPa和195 MPa,分别为母材的63%和67%;单、双丝焊接接头的断后伸长率分别为11%和12%。
说明铝合金采用双丝焊较单丝焊拉伸性能优良,这是因为双丝焊焊后焊缝组织致密、晶粒相对细小。
4.5焊接接头拉伸断口分析6005A-T6铝合金单、双丝焊焊接接头拉伸断口形貌如图6所示。
图6 单、双丝焊拉伸断口SEM形貌从图中可知,单、双丝焊焊接头的拉伸断口上分布着许多大小不同的韧窝,证明断口处发生了塑性变形,且双丝焊断口韧窝较单丝焊韧窝大而且深度深,这与双丝焊抗拉强度大、延伸率大的实验结果相吻合,进一步说明了双丝焊焊接接头力学性能优于单丝焊。
结合实际工况,列车在高速转弯及左右摇摆时车体侧墙与底架边梁之间横焊缝内、外侧各承受很高的拉、压应力,焊缝易导致拉伸破坏,所以,抗拉性能好的双丝焊更有利于提高列车车体的使用寿命。
5结语通过对双丝焊与单丝焊焊接工艺及接头组织性能对比分析可得出以下结论:1)双丝焊作为一种新型自动化焊接工艺方法,具有焊接速度高、焊缝成型易控制、焊接接头组织致密、力学性能好等优点。
2)双丝焊焊接接头力学性能好的主要原因为接头组织晶粒细小、缺陷少。
3)双丝焊解决了单丝焊的焊缝成形差、缺陷较多、焊接速度低等诸多问题,能够满足高速列车车体用6005A-T6铝合金高效优质焊接的要求,适合于高速列车制造行业大批量自动化焊接生产的推广应用。
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