镁合金活性变极性等离子弧焊研究.pdfVIP

IFWT’2004 航空航天焊接国际论坛 镁合金活性变极性等离子弧焊研究术 张兆栋刘黎明 沈 勇 王 来 (大连理工大学三束材料表面改性国家重点实验室辽宁大连116024) 摘要：研究了13种常见氧化物、氟化物、氯化物活性剂在镁合金变极性等离子弧焊中的行为， 试验在不同的电流条件下进行。试验表明，使用活性剂可以使镁合金变极性等离子弧焊的熔深 增加，熔宽减小，可以作为镁合金焊接的新方法。使用活性剂后，在小电流时，氧化物TiO：对 增大焊缝熔深、减小焊缝熔宽的作用比较明显；而在大电流时，氟化物A1F3对增大焊缝熔深、 减小焊缝熔宽的作用比较明显。通过试验研究认为，活性剂的作用与活性剂的成分和焊接参数 均有关系。不同的活性剂在不同的条件下发生作用的机理也有所不同，并对活性剂作用机理作 了初步的讨论。 关键词：镁合金活性焊接法变极性等离子弧焊 Abstract：The behavior of 13 kind of familiar fluxes including oxide、chloride、fluoride in the Plasma arc welding of magnesium with variable叫arity power were studied，the test was carried out in the condition of different cunents．The result showed that fluxes call increase weld pene拄ation，reduce weld width．By using the fluxes。with the little welding current(40A)，Ti02 can obviously increase weld penetration，reduce weld width，but the AIF3 Call obviously increase weld penetration，reduce weld width when to adapt the large current(80A)．There ale some relation between the characteristics of fluxes and the flux compositions and welding parameters．耵le mechanism of fluxes was primary 出scussed． Key word：Magnesium alloy,Activating flux weld，Plasma arc welding with variable poladty power 0前言 近年来，活性焊接法引起了世界范围内人们的高度重视。活性焊接法在钨极氩弧焊 (TIG)中应用较早，己形成A—TIG(Activating flux TIG)焊的概念。除了TIG焊，活性焊 接法在等离子弧焊(聊州)、电子束焊(EBW)中的应用也有人开始进行研究。W Lucas等 将TIG焊活性剂应用于PAW焊中发现可以提高小孔等离子弧焊的焊接速度，并改变焊缝横 断面的形貌。林三宝等研究认为在PAW焊中活性剂能够提高不锈钢的熔深，但是提高的幅 度没有TIG焊大，且活性剂对焊缝的成形有明显的改善。张瑞华等研究了活性剂在电子束 焊中的行为，发现使用活性剂可以使电子束焊的熔深增加。 }本项目得到国家高技术发展项目(863计划2002AA331160)、教育部优秀青年教师资助计划资助。 航空航天焊接国际论坛 IFWT’2004 20世纪70年代初期由美国波音公司采用变极性方波电源开发出的变极性等离子弧焊工 艺以其特有的工艺优势成为焊接铝、镁等轻金属的一种重要方法。我们将活性剂和变极性 等离子弧焊引入到镁合金的焊接中，首次提出镁合金活性变极性等离子弧焊的概念，这对 于提高镁合金焊接质量及焊接速度，扩大变极性等离子弧焊的应用范围均有非常重要的意 义。 本文选用13种氧化物、氯化物、氟化物，系统地研究了不同的焊接参数下单一活性剂 对镁合金变极性等离子弧焊焊缝形貌的影响。筛选出能使镁合金变极性等离子弧焊焊缝熔 深增加的活性剂，并在活性剂的成分及热稳定性的基础上讨论了相关机理。 l试验方法及步骤 试验采用尺寸为100mmX50mm×5mm的AZ31B变形镁合金板材，进行变极性等离子 弧焊平板堆焊，在进行焊接之前，对试件要进行认真的表面清理。试验中选用的13种活性 剂为3种氧化物(Ti02、Si02、Cr203)、4种氟化物(A1F3、CaF2、MgF2、NaF)、6种氯化 物(NiCl2、CdCl2、ZnCl2、MgCh、CaCl2、NaCl)，均为常见的化合物。为了使活性