铝锂合金交流CMT焊接高频脉冲复合电弧焊接技术研究进展_汪殿龙

  • 格式:pdf
  • 大小:524.54 KB
  • 文档页数:6

: , A b s t r a c t W i t h t h e u r e n t n e e d s o f h i h s t r e n t h, l i h t w e i h t A l i a l l o s t r u c t u r e i n w e a o n s i n d u s t r a n d a e r o s a c e a r e a s -L g g g g g y p y p
: ; ; ; K e w o r d s A l i a l l o c o l d m e t a l t r a n s f e r c o m o s i t e a r c D C C c o n v e r t e r -L -D y p y 由于具有低密度 、 高强度 、 高模量以及良好的 抗 腐 蚀 性 能 , 逐 l L i合金作为一种新型铝合金轻质材料 , A - [ ] 1 2 - 。 渐成为兵器工业及航空航天领域最具潜力的新型金属结构材料 A l L i合金可直接作为军用和民用大型 - 、 航空与航天飞行器结构与功能件 ( 如运载器 、 发射装置 、 火箭的液氧贮箱及管道等 ) 汽车与高速列车箱体以 及大型军用舰 船 等 , 具 有 明 确 的 需 求 牵 引 和 应 用 前 景。 实 现 有 效 连 接 是 A l L i合 金 得 到 应 用 与 推 广 的 -

( ) 1 0 0 8 1 5 4 2 2 0 1 3 0 2 0 0 9 1 0 6 文章编号 : - - - : / d o i 1 0. 7 5 3 5 h b k d . 2 0 1 3 x 0 2 0 0 8 y
1 A l L i合金焊接研究现状 -
通用性好等 优 势 较 早 地 应 用 于 A 在T T I G 焊接因其低成本 、 l L i合 金 的 焊 接 , I G 焊 接 工 艺 下, A l L i二 - - 4] 。 元合金的热裂纹敏感性随 L 并随热输入量增加而增加 , 热裂倾向在热影响区表现尤为明显 [ i含量而变化 , 狄欧经过试验发现 2 由于 T 在焊缝区出现了大面积枝状 0 9 1 A l L i合金在 T I G 焊接时 , I G 焊 接 热 输 入 量 高, -
铝锂合金交流 CMT 焊接高频脉冲复合电弧 焊接技术研究进展
汪殿龙 ,张志洋 ,王 波 ,梁志敏 ,王 军
( ) 河北科技大学材料科学与工程学院 , 河北省石家庄 0 5 0 0 1 8 摘 要: 随着兵器工业和航 空 航 天 领 域 对 高 强 、 轻质 A 实现 A l L i系 合 金 结 构 件 的 迫 切 需 求 , l L i - - 合金的可靠高效连接显得 使 用 传 统 焊 接 方 法 易 出 现 热 输 入 量 - 大、 焊接稳定性差导致的组织性 能 差 及 气 孔 、 热 裂纹 缺陷 等 问 题, 提 出 采 用 交 流 CMT 焊 接 与 D C - 利 用 低 热输入量的交流 CMT 焊接 电 D C 变换 高 频脉冲复 合 电弧 焊接技 术进行 A l L i系合金焊接 , - 弧破除 合金 表面氧化膜 , 减小熔池 气孔和热裂纹 敏感 性 , 利 用高 频脉冲电弧 的高 频 效 应 及 其电弧超 声细化晶粒 , 提高接 头 强 度 , 获 得 良好 的结合性能 。 关键词 : 铝锂 合金 ; 冷 金 属过渡 ; 复 合 电弧 ; D C C 变换 器 -D 中图分类号 : TM 4 4 文献标志码 : A
[] 晶结构 , 强度系数只有 6 4% 5 。
美国 NA 2 0 世纪 8 0 年代末 , S A 马歇尔宇航中心 S R I VAT S AN 采 用 低 频 V P P AW 替 代 T I G 焊接航天 6] , , , 飞行器外储箱 [ 焊缝质量有较大提 高 , 但低频 V 对 的 低 熔 点 共 晶 物 烧 损 严 重 破坏合金强 P P AW M n gZ 促进α 化作用 。 在 V P P AW 脉冲的基础上 , GOWN, MATU S UD A 等通过 M I G 脉冲电磁搅拌的方法 , l非 -A 均质形核 , 细化了焊缝宏观组织 , 但是 , 几十赫兹 ) 脉冲 , 受当时条件的限制并未就高频 V P P AW 脉冲为低频 (
, r e l i a b l e a n d e f f i c i e n t c o n n e c t i o n o f A l i a l l o a e a r s i n c r e a s i n l i m o r t a n t . I t i s r o n e t o o r o s i t t h e r m a l c r a c k s a n d o t h e r -L y p p g y p p p y d e f e c t s i n t r a d i t i o n a l A l i a l l o w e l d i n m e t h o d s b e c a u s e o f o v e r s i z e d h e a t i n u t a n d o o r w e l d i n s t a b i l i t . I n r e s o n s e t o -L y g p p g y p , i s s u e s t h i s a e r r o o s e d a n o v e l t e c h n i u e u s i n a l t e r n a t i n c u r r e n t CMT a n d D C C h i h f r e u e n c u l s e d c o m o s i t e t h e s e -D - p p p p q g g g q y p p , o n A l i a l l o w e l d i n . I n o r d e r t o b o n d i n t h e l o w h e a t i n u t o f a l t e r n a t i n c u r r e n t CMT a r c i s u s e d a r c e t o o d r o e r t i e s -L y g g p g g g p p , o r o s i t o o l .T h e t o b r e a k o x i d a t i o n f i l m i n a l l o s u r f a c e r e d u c e a n d t h e t h e r m a l c r a c k s e n s i t i v i t o f w e l d h i h f r e u e n c p y p y y g q y o f h i h f r e u e n c u l s e a r c a n d i t s a r c u l t r a s o n i c i s u s e d t o r e f i n e r a i n s a n d i m r o v e o i n t s t r e n t h. e f f e c t g q y p g p j g
u l s e A l t e r n a t i n c u r r e n t CMT a n d h i h f r e u e n c p g g q y c o m o s i t e a r c o n A l L i a l l o s w e l d i n t e c h n i u e - p y g q
, ,WANG , ,WANG WANG D i a n l o n Z HANG Z h i a n B o L I ANG Z h i m i n J u n g y g
( ,H , ) S c h o o l o f M a t e r i a l S c i e n c e a n d E n i n e e r i n e b e i U n i v e r s i t o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o S h i i a z h u a n H e b e i 0 5 0 0 1 8 C h i n a g g y g y, j g
; ; 修回日期 : 责任编辑 : 张 军 2 0 1 3 0 1 3 0 2 0 1 3 0 3 1 0 收稿日期 : - - - - ) 基金项目 : 国家自然科学基金资助项目 ( 5 1 2 0 5 1 0 6 , 作者简介 : 汪殿龙 ( 男, 山东济宁人 , 副教授 , 博士 , 主要从事焊接自动化 、 新型电源变换理论等方面的研究 。 1 9 7 8 -) : E-m a i l u c 3 8 7 5@1 6 3. c o m
] 7 8 - 。 化脉冲对焊缝组织性能的影响展开研究 [
近年来 , 随 着 搅 拌 摩 擦 焊 技 术 的 兴 起, F SW 逐 渐 应 用 于 A l L i合 金 的 焊 接 。C O R R A L 等对2 0 2 4和 - [ 9] 发 现 焊 接 接 头 为 细 小 的 等 轴 细 晶 组 织 。 王 大 勇、 冯吉才等对 2 1 9 5 A l L i合金分别进行了 搅 拌 摩 擦 焊 接 , - 焊接 A A 1 L i C u 合金 F SW 搅拌摩擦焊与 T I G 焊接 接 头 组 织 及 力 学 性 能 分 析 进 行 了 对 比 研 究 , 1 L i C u合 - - - -
第3 4 卷第 2 期 2 0 1 3年4月
河 北 科 技 大 学 学 报
J o u r n a l o f H e b e i U n i v e r s i t o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o y g y
V o l . 3 4, N o . 2 A r . 2 0 1 3 p
9 2
3] 。 前提 [
河 北 科 技 大 学 学 报 2 0 1 3年
研究人员尝试不同的焊接方法开展 A 如1 l L i合金的焊接性研究 , 4 2 0, 1 4 6 0, 2 0 9 0, 8 0 9 0 和2 1 9 5 等A l L i - - 、 、 、 、 合金可以采用 T 钨极氩弧焊 ) 变极性等 离 子 弧 焊 ) 搅拌摩擦焊) 激光焊) I G( V P P AW( F SW ( L BW ( E BW ( 、 电子束焊 ) 钎焊和扩散焊等方法进行焊接 。 尽管 在 第 3 代 A l L i合 金 中 降 低 了 L i的 含 量 而 增 加 了 C u的 - , , , 并添加一些新的合金元素 ( 如A 在一定程度上改善了其焊接性 , 但是焊接接头组织性能 含量 , M n Z n等) g 及气孔 、 热裂纹敏感性等问题仍然是提高 A l L i合金焊接性的瓶颈 。 -