铝合金厚板的焊接方法技术

本发明专利技术公开了一种铝合金厚板的焊接方法，具体为6082铝合金，包括以下步骤：1)采用V形坡口对接焊缝，2)采用钨极氩弧焊，多层多道焊接法，打底焊时，焊枪内通入保护气体，保护气体的流量为12‑14L/min，电流极采用交流，电流参数为：铝合金板厚度介于8‑12mm时，电流为170‑180A；铝合金板厚度＞12mm时，电流为181‑200A；3)剩余层数的焊接：对于铝合金板厚度介于8‑12mm时，以钨极氩弧焊焊满，保护气体的流量为15L/min，电流为200A；铝合金板厚度＞12mm时，以钨极氩弧焊焊满，护气体的流量为15L/min，电流为220A。本发明专利技术具有提高焊接品质，解决易变性的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铝合金的焊接工艺。更具体地说，本专利技术涉及一种铝合金厚板的焊接方法。
技术介绍
铝合金具有密度低，导热性、耐蚀性和成型性好，价格低廉等优点，已广泛应用于航空航天、交通运输、轻工建材和机械制造等部门，是轻合金中应用最广和用量最多的合金。随之而来的铝合金焊接技术尤其是高强铝合金中、厚板结构件的焊接便成为迫切需要解决的问题。提高焊缝熔深和力学性能，减小焊接变形，降低焊接热影响区和焊缝组织的粗化、裂纹和气孔倾向等是研究人员一直关注的技术难题。铝合金的焊接要求采用能量密度大、焊接热输入量小、焊接速度高的高效焊接方法。目前铝合金焊接常用的方法有：激光焊、电子束焊、搅拌摩擦焊(FSW)、TIG焊和MIG焊等。6082合金铝板，是能够热处理可强化的铝合金板材，具有中等强度和良好的焊接性能、耐腐蚀性，主要用于交通运输和结构工程工业。如桥梁、起重机、屋顶构架、运输机、运输船等。近年来，随着国内外造船业突飞猛进的发展，减轻船体自重，提高船速，寻求代替钢铁部件的铝合金材料，已成为铝加工业和造船业面临的重要课题。6082铝合金铝板具有中等强度和良好的耐蚀性，重量又轻，是制造高速船部件的理想材料。由于6082铝合金的厚板采用MIG焊气孔倾向更大，更易产生变形问题，且该结构件的位置、长度均不适合采用MIG，因此需要寻求一种更适合厚板6082铝合金的焊接方法。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是提供一种铝合金厚板的焊接方法，提高焊接品质，解决易变性、裂缝的问题。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种铝合金厚板的焊接方法，具体为6082铝合金，包括以下步骤：1)采用V形坡口对接焊缝，并对铝合金板进行预热，预热温度为150℃；2)采用钨极氩弧焊，多层多道焊接法，打底焊时，焊枪内通入保护气体，保护气体的流量为12-14L/min，电流极采用交流，电流参数为：铝合金板厚度介于8-12mm时，电流为170-180A；铝合金板厚度＞12mm时，电流为181-200A；3)剩余层数的焊接：对于铝合金板厚度介于8-12mm时，以钨极氩弧焊焊满，保护气体的流量为15L/min，电流为200A；铝合金板厚度＞12mm时，以钨极氩弧焊焊满，护气体的流量为15L/min，电流为220A。优选的是，步骤2)和3)中，采用的保护气体为纯氩气或氩气与氨气的混合气体；所述混合气体中氨气占混合气体的体积分数为0.3-0.5％。优选的是，铝合金厚板在焊接前进行机械清洗，选用有机溶剂浸泡铝合金厚板2-3min，之后刷至铝合金厚板表面露出金属光泽，所述有机溶剂由体积比为2：1的丙酮和苯混合而成，经过机械清洗的铝合金厚板在2h内进行焊接。优选的是，铝合金厚板在浸泡于所述有机溶剂时采用超声波清洗机，温度为60℃，功率密度为0.4w/cm2。优选的是，步骤2)中均采用5183焊丝。优选的是，步骤3)中钨极氩弧焊采用焊条，以5183焊丝为焊芯，药皮包括以重量份计的如下组分：氟化钙20-25份、钛白粉10-16份、氟化锶3-5份、硼酸锌5-8份、碳酸钡5-8份、氮化铝5-8份、中碳锰铁3-5份、钼粉2-5份、玄武岩6-10份、鱼眼石8-12份和透辉石1-2份；所述焊条的制备方法如下：称取氟化钙20-25份、钛白粉10-16份、氟化锶3-5份、硼酸锌5-8份、碳酸钡5-8份、氮化铝5-8份、中碳锰铁3-5份、钼粉2-5份、玄武岩6-10份、鱼眼石8-12份和透辉石1-2份，混合均匀后加入占其混合物总重的15-20％的钾钠水玻璃做粘接剂，将混合物涂覆在焊芯外，经油压式焊条压涂机压制，在150℃下烘干1.5h，再于400℃下烘干0.5h。优选的是，所述药皮占焊条的质量百分数为30％-34％。本专利技术至少包括以下有益效果：1)本专利技术根据6082铝合金的化学成份、力学性能、使用条件和施焊条件综合考虑，同时考虑焊缝强度、耐腐蚀性、线膨胀系数、高温性能、焊接裂纹和气孔的敏感性，使用钨极氩弧焊的方法进行6082铝合金厚板的焊接工作，有效的提高了焊接质量，降低了生产成本，焊丝选用5183焊丝，选取了更加合适的焊条焊丝，对焊接合格率起到了保障作用；2)本专利技术在多层多道焊时优先选用含有0.3-0.5％氨气+99.5-99.7％氩气的混合气体作为保护气体，可以减少厚板铝合金焊接缺陷的产生，焊接气孔、夹渣问题减少，提高了焊接接头的机械性能，并且氨气在一定程度上作为还原剂，可以使打底焊的内表面完全避免氧化，提高抗点蚀能力；3)本专利技术在剩余层数的焊接，选用的焊条以5183焊丝为焊芯，药皮则由氟化钙、钛白粉、氟化锶、硼酸锌、碳酸钡、氮化铝、中碳锰铁、钼粉、玄武岩、鱼眼石和透辉石制成，其中氟化钙、氟化锶均为造渣剂，调节渣熔点，鱼眼石为钾、钙的氟化物硅酸盐矿物，透辉石为钙和镁的硅酸盐，鱼眼石和透辉石均具有防氧化的作用，而玄武岩为二氧化硅、三氧化二铝、氧化铁的混合物，具有坚硬耐磨耐腐蚀的特性，这些组分组合在一起具有促进焊缝成形，降低焊缝气孔率，焊接时熔融态的液态金属表面张力，从而提高其流动性，促进焊缝成型美观，不显裂纹。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。实施例11、一种铝合金厚板的焊接方法，具体为6082铝合金，包括以下步骤：1)铝合金厚板在焊接前进行机械清洗，选用有机溶剂浸泡铝合金厚板2min，之后刷至铝合金厚板表面露出金属光泽，所述有机溶剂由体积比为2：1的丙酮和苯混合而成，经过机械清洗的铝合金厚板在2h内进行焊接。铝合金厚板在浸泡于所述有机溶剂时采用超声波清洗机，温度为60℃，功率密度为0.4w/cm2。2)采用V形坡口对接焊缝，并对铝合金板进行预热，预热温度为150℃。3)采用钨极氩弧焊，采用5183焊丝，多层多道焊接法，打底焊时，焊枪内通入保护气体，保护气体的流量为12L/min，电流极采用交流，电流参数为：铝合金板厚度为10mm时，电流为178A；铝合金板厚度为15mm时，电流为194A；采用的保护气体为纯氩气。4)剩余层数的焊接：对于铝合金板厚度为10mm时，以钨极氩弧焊焊满，保护气体的流量为15L/min，电流为200A；铝合金板厚度为15mm时，以钨极氩弧焊焊满，护气体的流量为15L/min，电流为220A。采用的保护气体为纯氩气。在实施例1中，分别对厚度为10mm和15mm的铝合金厚板焊接完成后，经过外观检查和无损检测对比分析数据如下：10mm的铝合金厚板气孔缺陷点数2个，夹渣缺陷点数1个，裂纹缺陷点数1个，焊缝接头抗拉强度为(MPa)289～300，焊缝冲击功34J；15mm的铝合金厚板气孔缺陷点数1个，夹渣缺陷点数1个，裂纹缺陷点数1个，焊缝接头抗拉强度为(MPa)291～301。焊缝冲击功36J。实施例21、一种铝合金厚板的焊接方法，具体为6082铝合金，包括以下步骤：1)采用V形坡口对接焊本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝合金厚板的焊接方法，具体为6082铝合金，其特征在于，包括以下步骤：1)采用V形坡口对接焊缝，并对铝合金板进行预热，预热温度为150℃；2)采用钨极氩弧焊，多层多道焊接法，打底焊时，焊枪内通入保护气体，保护气体的流量为12‑14L/min，电流极采用交流，电流参数为：铝合金板厚度介于8‑12mm时，电流为170‑180A；铝合金板厚度＞12mm时，电流为181‑200A；3)剩余层数的焊接：对于铝合金板厚度介于8‑12mm时，以钨极氩弧焊焊满，保护气体的流量为15L/min，电流为200A；铝合金板厚度＞12mm时，以钨极氩弧焊焊满，护气体的流量为15L/min，电流为220A。

【技术特征摘要】
1.一种铝合金厚板的焊接方法，具体为6082铝合金，其特征在于，包括以下步骤：1)采用V形坡口对接焊缝，并对铝合金板进行预热，预热温度为150℃；2)采用钨极氩弧焊，多层多道焊接法，打底焊时，焊枪内通入保护气体，保护气体的流量为12-14L/min，电流极采用交流，电流参数为：铝合金板厚度介于8-12mm时，电流为170-180A；铝合金板厚度＞12mm时，电流为181-200A；3)剩余层数的焊接：对于铝合金板厚度介于8-12mm时，以钨极氩弧焊焊满，保护气体的流量为15L/min，电流为200A；铝合金板厚度＞12mm时，以钨极氩弧焊焊满，护气体的流量为15L/min，电流为220A。2.如权利要求1所述的铝合金厚板的焊接方法，其特征在于，步骤2)和3)中，采用的保护气体为纯氩气或氩气与氨气的混合气体；所述混合气体中氨气占混合气体的体积分数为0.3-0.5％。3.如权利要求1所述的铝合金厚板的焊接方法，其特征在于，铝合金厚板在焊接前进行机械清洗，选用有机溶剂浸泡铝合金厚板2-3min，之后刷至铝合金厚板表面露出金属光泽，所述有机溶剂由体积比为2：1的丙酮和苯混合而成，经过机械清洗的铝合金厚板在2h内进行焊接。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：周陈成，曹建军，占仲文，田耕，裴宗明，
申请(专利权)人：中国化学工程第六建设有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42