第3第2期 2017年2月
焊接学报
TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDING INSTITUTION
Vol .38No.2 February
2017
铝合金TIG电弧横焊接头缺陷及控制
张勤练，李钊，杨春利，范成磊
（哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室，哈尔滨150001）
摘要：重型运载火箭燃料贮箱要求对铝合金进行立式装配焊接，TIG电弧横焊是能够较好满足制造要求的方法之一，对铝合金TIG电弧横焊接头的成形特点和焊接缺陷进行分析，利用平板堆焊试验研究焊接电流、焊接速度和焊枪角度对焊缝正面偏移量的影响，最后研究焊接电流频率对气孔缺陷的影响规律。结果表明，采用较小的焊接电流、较快的焊接速度有助于降低焊缝正面的不对称性，利用电弧分力可以抑制熔池下尚焊接频率为100Hz时气孔
缺陷最少。结合上述试验结果提出了铝合金横焊缺陷的控制措施并进行了试验验证关键词：铝合金：钨极氨弧焊；横焊：焊接缺陷
中图分类号：TG444 0序言
文献标识码：A
文章编号：0253360X(2017)02002805
首先对横焊缝成形特点和焊接缺陷进行了分析，其次研究了焊接电流、速度以及焊枪角度等焊接参数
随着美国航天飞机退出历史舞台，重型运载火前成为实现宇航探索计划的关键运载工具：重型运载火箭燃料贮箱的体积十分庞大，如美国土星V号重型运载火箭燃料贮箱直径达10m"，目前国内正在开展重型运载火箭的研制工作，其燃料贮箱直径大、长度长，需要采用立式装配焊接，以保证装配精度，减少场地占用面积，提高生产效率，采用立式装配焊接就必须攻克铝合金横向焊接技术
搅拌摩擦焊等方法在铝合金焊接方面具有一定优势，但其对工装和装配精度要求高，工艺柔性较差[2]，变极性等离子弧焊能实现大厚板铝合金的焊接，然而其工艺参数区间较窄，对参数精度要求高3.TI电弧焊单道熔深较小，但其具有良好的适用性和工艺柔性，自动化TIG电弧焊将成为铝合金横向焊接的基本方法
横向焊接与平焊相比具有一定难度，根本原因在于重力方向改变对焊接熔池的影响，横向位置焊接时，熔池在重力作用下下尚，产生咬边和下塌等缺陷，焊接接头具有不对称性；同时熔池内气泡的运动将受重力影响而不易逸出，易形成气孔缺陷：如何控制横焊缝成形和焊接缺陷成为横向焊接技术必须解决的问题
为了明确铝合金横向焊接的问题以及采用何种控制策略，研究了铝合金TIG电弧横向焊接技术收稿日期：201502-04
基金项目：男客身羲辖学基金资助项目（51475105）*参加此项研究工释榭还有林三宝
对横焊接头不对称性的影响规律，还研究了焊接电流频率对气孔缺陷的影响规律，最后提出了铝合金
TIG电弧横焊控制策略并进行了试验验证. 1试验方法
试验的焊接电源为MillerDynasty350焊机，采用交流方波焊接电流．焊接平台为自行设计的，可以翻转，实现了焊接工件的水平装夹和横向焊接焊接过程中焊缝背面不加衬垫，即采用悬空焊
焊接母材为2A14铝合金（LD10），焊接试板厚度为3.5和6mm，填充焊丝为ER2319.试验方案如下：采册.5mm厚2A14铝合金板进行对接横焊试验，焊接位置分别为平焊位置和横焊位置，目的是分析横焊缝成形特点和焊接缺陷；其次采用平板堆焊试验研究了焊接参数对横焊接头不对称性的影响规律；利用平板堆焊试验探究了焊接电流频率对气孔缺陷的影响规律；最后提出了控制横焊缝成形和气
孔缺陷的控制策略并对该策略进行了试验验证 2试验结果与分析
2.1铝合金TIG电弧横焊缝成形特点及焊接缺陷
为了解平焊位置和横焊位置焊接接头的差异以及横焊接头的成形特点，利用3.5mm厚的铝合金板进行了对接焊试验．平焊过程中使用背面垫板，横焊过程中不使用垫板，即采用悬空焊