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219 铝 合 金 TIG 焊 接 葛 媛 媛 焊 接 102 座机电话号码1 实验条件 焊接条件 本文焊接试验中的焊接条件如下 焊接试板材料：除另有说明外，其余均为2219T6铝合金板,化学成分及力学性能实测值见表1-1所示。 焊接试板基本规格：厚度6mm、3mm , 宽度100mm，长度400mm； 基本焊接方法：方波TIG、变极性TIG； 焊接坡：堆焊时选用I形坡口，其余选用带2mm钝边的单边V形坡口，其坡 口角度为40°； 焊接层数：除文中另有说明外，其余均为单面二层焊； 焊接位置：平焊?； 填充材料：ER2319焊丝（Ф 1.6 mm），国产H703焊丝（Ф 1.6 mm），化学成分如表1-2所示； 焊接电源：Miller Aerowave； 氩气纯度：高于99.99% 装配间隙：除刚性固定对接裂纹敏感性试验中采用1~4.5mm间隙外，其余试验中间隙均控制在小于1mm范围内： 焊接所用试验装置见图1- 1装置由焊接平台、二轴行走机构、Miller Aero wa ve焊接电源、TIG 焊送丝机组成，可实现自动焊接。图1-2和图1- 3 分别是送丝速度和焊接速度标定曲线。 表1- 1 2219 铝合金试板的化学成分及力学性能实测值 表1- 2 焊丝化学成分 图1-1 焊接工艺评定试验装置 图1-2送丝速度标定曲线 图1-3焊接速度标定曲线 测试、分析方法与设备 测试、分析方法与设备情况见表1- 3 。 表1- 3 测试方法与设备情况 除低温拉伸试样外其余试均采用标准试样。2219T6合金低温拉伸试样在板材轧制横向上取样。试样形状及尺寸见图1-4。2219T6板材焊接接头低温拉伸试样的长度方向与焊接方向垂直。试样保留余高。试样形状及尺寸见图1-5。冲击试样尺寸见图1-6。 图1-4 2219T6合金板材低温拉伸试验 图1-5 2219T6合金焊接接头低温拉伸试样 图1-6 2219T6合金及焊接接头冲击试样 二、试验参数的确定 1、焊接参数对焊缝宽度的影响 在研究焊接工艺参数对焊缝宽度影响的试验中，采用了方波TIG焊接方法，并选用I形坡口单面单层堆焊方式焊接。试板为6mm厚的2219T6态铝合金板，焊丝牌号为EP2319，送丝速率均选用2mm/s。在400mm长的焊缝上测量40个位置点（测量点间隔为10mm）的宽度，再取平均值并以此作为焊缝宽度值。 1）占空比与焊缝宽度的关系 占空比定义为：单位交流周期内工件负极性时间所占的比例。 选用不同的占空比焊接试板，其他参数如表2-1 所示。 表2- 1 占空比与焊缝宽度关系的试验参数 图2-1 占空比喻焊缝宽带的关系 从图2- 1可以看出，占空比对焊缝宽度的影响较显著。在其他工艺参数不变的情况下，随着占空比的增加，焊缝宽度也增大。焊接电弧中带正电离子撞击到阴极时会产生热量，而实际上电弧中总热量的65~75%是由电子撞击阳极而产生的在一个交流周期中，当焊接工件处于负极性而钨极为正极性状态时，弧柱内的电子流跑向钨极而正离子流跑向工件。钨极受到电子流的撞击把电子流所携带的能量以凝热形式吸收进来，使得钨极具有很高的温度。而工件熔池中由于存在氧化膜，阴极斑点在氧化膜上来回流动，导致加热区域大，熔深浅而焊缝宽。相反，当焊接工件处于正极钨极处于负极时，在弧柱中的电子流从钨极跑向工件，正离子流跑向钨极。由于此时钨极为阴极?.具有很强的热电子发射能力?.大量高能量的电子流从阴极发射出来，这些具有高能量的电子要从阴极带走一部分能量，这些能量的损失将对阴极起到一定的冷却作用。同时，工件接受来自阴极（钨极）的电子放出的全部动能和逸出功，此时相对于工件接负极时电弧更加集中且阳极加热面积更加小，因而在平均电流不变的情况下，一个矩形波周期内工件为正极性时，工件正极性时间越长（即占空比越小）将越有利于获得窄而深的焊缝。因而占空比越大，焊缝的宽度也越大。因而从选择合适的焊缝宽度考虑，确定选用以下占空比；打底20%盖面40%。 2）交流电流频率与焊缝宽度的关系 选用不同的电流频率焊接试板，其他设备参数如表 2- 2 所示。从图 2- 2 可以看出，随着电流频率的增加，焊缝宽度改变的趋势不明显。当交流电流频率增加时，电弧的电磁收缩效果增强，电弧的挺度会有所增加，但是对于方波TIG焊接方法，随着交流频率的增加，噪声也会有所增加而恶化工作环境。所以这里所采用的焊接频率为：打底100Hz，盖面80Hz 。 表2- 2 交流电流频率与焊缝宽度关系的试验参数 图2- 2 频率与焊缝宽度的关系 氩气流量与焊缝宽度的关系 选用不同的氩气流量焊接试板，其他参数如表 3- 3 所示。从图 3- 3 中可以看出氩气流量与焊缝宽度的关系不大。当氩气流量较小时，气流挺度较差，排除周围空气的能力弱，因而对焊缝的保护能力减弱。但当