基于TIG增材制造提高铝合金各向强韧性的方法技术

本发明专利技术公开了基基于TIG增材制造提高铝合金各向强韧性的方法，具体按照以下步骤实施：步骤1、对5356铝合金堆焊结构件所用基板进行预热；步骤2、在预热基板上堆焊5356铝合金薄壁结构件，保证第一层至第五层增材参数一致；步骤3、从第六层开始，保证其他条件不变，焊接电流逐层改变，完成堆焊作业。本发明专利技术无需进行焊后整体热处理，即可在成形件不同取向获得近似相等的强韧性。相等的强韧性。相等的强韧性。

【技术实现步骤摘要】
基于TIG增材制造提高铝合金各向强韧性的方法


[0001]本专利技术属于铝合金电弧增材制造方法
，具体涉及基于TIG增材制造提高铝合金各向强韧性的方法。

技术介绍

[0002]铝合金电弧增材制备技术广泛应用于航空航天、国防军工、能源动力等高精尖
，能大幅提高产品质量并显著缩短复杂零部件的制备时间。ER5356铝合金因其密度小、焊接性能优良、抗腐蚀性能优异等特点，成为汽车钣金、飞机油箱等零部件增材成形的优选焊材。ER5356铝合金焊丝的化学成分为：0.25％Si、0.4％Fe、0.1％Cu、0.05
‑
0.2％Mn、4.5
‑
5.5％Mg、0.05
‑
0.2％Cr、0.1％Zn和0.06
‑
0.2％Ti，其余为Al。
[0003]电弧增材制备5356铝合金成形件在不同取向强韧性差异较大，为了使不同取向堆焊结构件性能均匀稳定，常采用焊后热处理法和附加其他工艺法。而5356铝合金属于不可热处理型铝合金，热处理对其性能影响甚微，附加其他工艺法使堆焊结构件复杂性和堆焊成本均大幅提升。因此制备出不同取向强韧性近似相等的铝合金堆焊结构件成为亟待解决的关键技术问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供基于TIG增材制造提高铝合金各向强韧性的方法，能够在成形件不同取向获得近似相等的强韧性。
[0005]本专利技术所采用的技术方案是，基于TIG增材制造提高铝合金各向强韧性的方法，具体按照以下步骤实施：
>[0006]步骤1、对5356铝合金堆焊结构件所用基板进行预热；
[0007]步骤2、在预热基板上堆焊5356铝合金薄壁结构件，保证第一层至第五层增材参数一致；
[0008]步骤3、从第六层开始，保证其他条件不变，焊接电流逐层改变，完成堆焊作业。
[0009]本专利技术的特点还在于：
[0010]步骤2中第一层至第五层增材参数为：焊接电流150A～230A，脉冲频率2Hz～4Hz，送丝速度3m/min～7m/min，焊接速度0.15m/min～0.36m/min，实验温度为20℃。
[0011]步骤3中第六到第十层焊接电流为165A～190A，第十一到第二十层焊接电流为150A～170A，第二十一到第六十层焊接电流为120A～150A。
[0012]步骤1具体为：将打磨、清洗和烘干后的5356铝合金基板固定于工作台上，通过焊枪空走对铝合金基板进行预热，焊枪采用高频振动方式起弧，基板预热采用单向式，预热次数为2～3次。
[0013]电弧长度为2mm～4mm，层间焊接温度不大于100℃，每层焊枪抬高为1mm～3mm，保护气体流量为10L/min～20L/min。
[0014]焊丝采用直径为1.0mm～1.6mm的ER5356铝合金焊丝。
[0015]本专利技术的有益效果是：本专利技术基于TIG增材制造提高铝合金各向强韧性的方法，无需进行焊后整体热处理，即可在成形件不同取向获得近似相等的强韧性。
附图说明
[0016]图1是本专利技术基于TIG增材制造提高铝合金各向强韧性的方法中TIG电弧增材制造5356铝合金成形过程示意图；
[0017]图2是本专利技术基于TIG增材制造提高铝合金各向强韧性的方法中TIG电弧增材制造5356铝合金成形实物图；
[0018]图3是本专利技术基于TIG增材制造提高铝合金各向强韧性的方法中堆焊结构件取样位置图；
[0019]图4是本专利技术基于TIG增材制造提高铝合金各向强韧性的方法中铝合金断裂韧性试样尺寸图；
[0020]图5是本专利技术基于TIG增材制造提高铝合金各向强韧性的方法中5356铝合金堆焊结构件微观组织图；
[0021]图6是本专利技术基于TIG增材制造提高铝合金各向强韧性的方法中5356铝合金堆焊结构件断裂路径图；
[0022]图7是本专利技术基于TIG增材制造提高铝合金各向强韧性的方法中5356铝合金堆焊结构件断口形貌图。
具体实施方式
[0023]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。
[0024]基于TIG增材制造提高铝合金各向强韧性的方法，具体按照以下步骤实施：
[0025]步骤1、对5356铝合金堆焊结构件所用基板进行预热；
[0026]步骤1具体为：将打磨、清洗和烘干后的铝合金基板固定于工作台上，通过焊枪空走对基板进行预热，焊枪采用高频振动方式起弧，焊接电流150A～230A、脉冲频率2Hz～4Hz、焊接速度0.15m/min～0.36m/min、实验温度20℃，基板预热采用单向式，预热次数为2～3次；
[0027]步骤2、在预热基板上堆焊5356铝合金薄壁结构件，保证第一层至第五层增材参数一致；
[0028]步骤2中第一层至第五层增材参数为：焊接电流150A～230A(前者为基值电流，后者为峰值电流)，脉冲频率2Hz～4Hz，送丝速度3m/min～7m/min，焊接速度0.15m/min～0.36m/min，实验温度为20℃；
[0029]步骤3、从第六层开始，保证其他条件不变，焊接电流逐层改变，完成堆焊作业；
[0030]步骤3中第六到第十层焊接电流为165A～190A，第十一到第二十层焊接电流为150A～170A，第二十一到第六十层焊接电流为120A～150A；
[0031]电弧长度为2mm～4mm，层间焊接温度不大于100℃，每层焊枪抬高为1mm～3mm，保护气体流量为10L/min～20L/min；
[0032]焊丝采用直径为1.0mm～1.6mm的ER5356铝合金焊丝。
[0033]实施例1
[0034]基于TIG增材制造提高铝合金各向强韧性的方法，具体按照以下步骤实施：
[0035]步骤1、对5356铝合金堆焊结构件所用基板进行预热；
[0036]步骤1具体为：将打磨、清洗和烘干后的铝合金基板固定于工作台上，通过焊枪空走对基板进行预热，焊枪采用高频振动方式起弧，焊接电流150A、脉冲频率2Hz、焊接速度0.15m/min、实验温度20℃，基板预热采用单向式，预热次数为2次；
[0037]步骤2、在预热基板上堆焊5356铝合金薄壁结构件，保证第一层至第五层增材参数一致；
[0038]步骤2中第一层至第五层增材参数为：焊接电流150A，脉冲频率2Hz，送丝速度3m/min，焊接速度0.15m/min，实验温度为20℃；
[0039]步骤3、从第六层开始，保证其他条件不变，焊接电流逐层改变，完成堆焊作业；
[0040]步骤3中第六到第十层焊接电流为165A，第十一到第二十层焊接电流为150A，第二十一到第六十层焊接电流为120A；
[0041]电弧长度为2mm，层间焊接温度不大于100℃，每层焊枪抬高为2mm，保护气体流量为10L/min；
[0042]焊丝采用直径为1.2mm的ER5356铝合金焊丝。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于TIG增材制造提高铝合金各向强韧性的方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1、对5356铝合金堆焊结构件所用基板进行预热；步骤2、在预热基板上堆焊5356铝合金薄壁结构件，保证第一层至第五层增材参数一致；步骤3、从第六层开始，保证其他条件不变，焊接电流逐层改变，完成堆焊作业。2.根据权利要求1所述的基于TIG增材制造提高铝合金各向强韧性的方法，其特征在于，所述步骤2中第一层至第五层增材参数为：焊接电流150A～230A，脉冲频率2Hz～4Hz，送丝速度3m/min～7m/min，焊接速度0.15m/min～0.36m/min，实验温度为20℃。3.根据权利要求1所述的基于TIG增材制造提高铝合金各向强韧性的方法，其特征在于，所述步骤3中第六到第十层焊接电流为165A～190A，第十一到第...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵鹏康，张敏，张开展，
申请(专利权)人：西安华瑞力宏焊材技术有限公司，
类型：发明
国别省市：