CN106001952B - 一种等离子弧-tig复合焊接铝合金的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种等离子弧‑TIG复合焊接铝合金的方法，属于电弧焊接领域。确定铝合金板材后，确定等离子弧喷嘴﹑铝合金板材与TIG焊枪之间的相对位置：等离子弧喷嘴和铝合金板材间距范围3mm～9mm；等离子弧喷嘴和铝合金板材夹角范围：70°～90°；等离子弧喷嘴和TIG焊枪间距范围10mm～20mm，等离子弧喷嘴和TIG焊枪夹角范围30°～45°，铝合金板材和TIG焊枪间距范围5mm～8mm；等离子弧电流范围60A～120A；TIG焊枪电流范围140A～180A；焊接时离子弧在前TIG焊枪在后。本发明焊接时热输入量小，有益提高焊接质量和焊接效率，同时工艺装备简单、经济性较高。

Description

一种等离子弧-TIG复合焊接铝合金的方法
技术领域
本发明属于电弧焊接技术领域，特别是涉及一种等离子弧-TIG复合焊接铝合金的方法。
背景技术
铝合金密度低、比强度高、耐蚀能力强，已广泛应用于航空航天、石油化工等领域的焊接结构中。然而铝合金由于热导率高、膨胀系数大、极易氧化，导致焊接接头易生气孔和裂纹等缺陷。为获得高质量铝合金焊接接头、提高焊接效率，需采用能量密度较高以及热输入较低的焊接方法。
目前铝合金焊接方法主要有TIG焊、MIG焊和激光电弧复合焊。TIG焊和MIG焊由于电弧发散角较大，能量密度低，焊接时要求热输入大，焊接接头质量不稳定，容易产生焊接缺陷。而铝合金对激光反射率极高，激光电弧复合焊效率较低，同时设备昂贵且操作复杂，焊接成本过高。以上焊接方法针对铝合金焊接而言难以同时保证焊接质量和焊接效率。
发明内容
针对上述存在的技术问题，本发明提供一种等离子弧-TIG复合焊接铝合金的方法，既具有等离子弧高能量密度电弧的特点、又兼顾电弧焊接设备的高经济性特征，对于保证铝合金焊接质量、提高焊接过程稳定性具有重要意义。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种等离子弧-TIG复合焊接铝合金的方法，具体包括以下步骤：
A、焊接前对铝合金板材表面进行去除氧化膜处理；
B、确定等离子弧喷嘴﹑铝合金板材与TIG焊枪之间的相对位置，所述的等离子弧喷嘴和铝合金板材间距范围：3mm～9mm；所述的等离子弧喷嘴和铝合金板材夹角范围：70°～90°；所述的等离子弧喷嘴和TIG焊枪间距范围：10mm～20mm；所述的等离子弧喷嘴和TIG焊枪夹角范围：30°～45°；所述的铝合金板材和TIG焊枪间距范围：5mm～8mm。
C、确定焊接参数：等离子弧电流范围：60A～120A；TIG焊枪电流范围：140A～180A,焊接时所述的等离子弧喷嘴在前，TIG焊枪在后，所述的等离子弧喷嘴预热铝合金并引导TIG电弧。
本发明的有益效果为：
1.本发明既具有等离子弧高能量密度电弧的特点、又兼顾电弧焊接设备的高经济性特征。复合电弧能量密度高，电弧稳定性高，热输入量较小，焊缝成形稳定，缺陷明显降低，有益于改善焊接接头力学性能、提高焊接质量和焊接效率。
2.本发明工艺装备简单、操作便捷、经济性较高，拓宽了电弧复合焊接在铝合金焊接成形领域的应用价值。
附图说明
图1是等离子弧-TIG复合焊接示意图。
图中：1.铝合金板材，2.等离子弧喷嘴，3.TIG焊枪，a.离子弧喷嘴和铝合金板材间距，α.等离子弧喷嘴和铝合金板材夹角，b.等离子弧喷嘴和TIG焊枪间距，β.等离子弧喷嘴和TIG焊枪夹角，c.铝合金板材和TIG焊枪间距。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。
实施例1：如图1所示，选择1.0mm厚6061铝合金板材1为例，确定铝合金板材1﹑等离子弧喷嘴2和TIG焊枪3相对位置关系：等离子弧喷嘴和铝合金板材间距a为5mm，等离子弧喷嘴和铝合金板材夹角α为75°，等离子弧喷嘴2和TIG焊枪3间距b为12mm，以便确保等离子弧能够起到稳定TIG焊枪电弧的作用，同时能够很好的预热铝合金；等离子弧喷嘴2和TIG焊枪3夹角β为30°，以便确保两种电弧之间的协同效果；铝合金板材和TIG焊枪间距c为6mm；等离子弧喷嘴2电流100A，TIG焊枪3电流140A。焊接前去除铝合金板材1表面氧化膜，以免焊接制造过程熔池受到氧化膜影响。通过各参数的合理匹配，焊接电弧稳定，焊接缺陷得到抑制，铝合金焊接结构质量良好。焊接时所述的等离子弧喷嘴2在前，TIG焊枪3在后，所述的等离子弧喷嘴2预热铝合金并引导TIG电弧，提高TIG电弧稳定性，同时可以有效清除氧化膜，减小预热导致的热影响区范围。
实施例2：本例与实施例1不同的是：本例选择2.0mm厚6061铝合金板材1为例，确定铝合金板材1﹑等离子弧喷嘴2和TIG焊枪3相对位置关系：等离子弧喷嘴和铝合金板材间距a为4mm，等离子弧喷嘴和铝合金板材夹角α为80°，等离子弧喷嘴2和TIG焊枪3间距b为18mm，以便确保等离子弧能够起到稳定TIG焊枪电弧的作用，同时能够很好的预热铝合金；等离子弧喷嘴2和TIG焊枪3夹角β为35°，以便确保两种电弧之间的协同效果；铝合金板材和TIG焊枪间距c为5mm；等离子弧喷嘴2电流120A，TIG焊枪3电流180A。
实施例3：本例与实施例1不同的是：本例选择2.0mm厚6061铝合金板材1为例，确定铝合金板材1﹑等离子弧喷嘴2和TIG焊枪3相对位置关系：等离子弧喷嘴和铝合金板材间距a为3mm，等离子弧喷嘴和铝合金板材夹角α为70°，等离子弧喷嘴2和TIG焊枪3间距b为12mm，以便确保等离子弧能够起到稳定TIG焊枪电弧的作用，同时能够很好的预热铝合金；等离子弧喷嘴2和TIG焊枪3夹角β为45°，以便确保两种电弧之间的协同效果；铝合金板材和TIG焊枪间距c为8mm；等离子弧喷嘴2电流60A，TIG焊枪3电流160A。
实施例4：本例与实施例1不同的是：本例选择1.0mm厚6061铝合金板材1为例，确定铝合金板材1﹑等离子弧喷嘴2和TIG焊枪3相对位置关系：等离子弧喷嘴和铝合金板材间距a为9mm，等离子弧喷嘴和铝合金板材夹角α为90°，等离子弧喷嘴2和TIG焊枪3间距b为20mm，以便确保等离子弧能够起到稳定TIG焊枪电弧的作用，同时能够很好的预热铝合金；等离子弧喷嘴2和TIG焊枪3夹角β为40°，铝合金板材和TIG焊枪间距c为7mm；等离子弧喷嘴2电流80A，TIG焊枪3电流150A。
以上所述实例仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种等离子弧-TIG复合焊接铝合金的方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、焊接前对铝合金板材表面进行去除氧化膜处理；
B、确定等离子弧喷嘴﹑铝合金板材与TIG焊枪之间的相对位置，所述的等离子弧喷嘴和铝合金板材间距为9mm；所述的等离子弧喷嘴和铝合金板材夹角范围：70°～85°；所述的等离子弧喷嘴和TIG焊枪间距范围：12mm～20mm；所述的等离子弧喷嘴和TIG焊枪夹角范围：30°～45°；所述的铝合金板材和TIG焊枪间距为8mm；
C、确定焊接参数：等离子弧电流为120A；TIG焊枪电流范围：140A～180A,焊接时所述的等离子弧喷嘴在前，TIG焊枪在后，所述的等离子弧喷嘴预热铝合金并引导TIG电弧。
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