ProduclionTheme生产应用惊接
双丝CMT焊接参数对1561铝合金焊接
接头力学性能和组织的影响
广东省焊接技术研究所（广东省中乌研究院)（广州市510650）
韩善果郑世达得涛罗子艺
摘要铝合金船舶的高效焊接是船舶制造发展的重要方向。文中针对8mm厚的1561铝合金开展双丝CMT 焊接试验，通过扫描电镜、金相、显微硬度、拉伸试验等方法研究了焊接参数对焊接接头性能和组织的影响规律。结果表明，在1561铝合金双丝CMT焊接过程中，焊缝熔深随着前丝焊接电流的不断增大面增加，但熔宽和余高增加到一定程度后出现下降；随着后丝焊接电流升高，熔深、熔宽和余高均增加。低焊接热输人量，有利于获得高强度和高断后伸长率的焊接接头，有效控制热影响区的范围和焊接接头的软化。性能优良的焊接接头中弥散分布着强化相(FeMn）Alg。
关键词：双丝CMT焊铝合金焊接焊接参数力学性能焊缝组织中图分类号：TG407
0前言
1561铝合金（俄罗斯牌号）属铝镁系合金，具有强度高、疲劳性能优良、耐腐蚀性好的特点，已在高速船舶制造中获得了重要的应用。特别是随着豪华游艇、高速舰艇等轻量化和高速化的发展，防锈铝合金1561 作为制造船体胎架的轻量化材料，具有广阔的应用前景。目前，船厂中焊接铝合金的主要方法有TIG焊和单丝MIG焊，但存在焊接效率低、焊接变形大、焊接接头存在气孔等缺陷，影响了1561铝合金材料的广泛使用。双丝焊接系统前后两丝在同一个熔池中熔化，两丝产生的热量互相借用，即前丝的散热用来熔化后丝；后丝的产热又加快了前丝的熔化速度，具有热影响区小、飞溅小的特点，相对单丝焊焊接效率显著提高、消除了咬边、驼峰焊道、成形差等缺陷[1-2)。文中试验采用的双丝CMT焊接设备在熔滴过渡时伴随焊丝的回
抽，有效降低了焊接过程的热输人，能够在高速焊接时实现可重复性和无飞溅焊接，焊缝成形美观且力学性
能优良[3] 试验方法
试验采用厚度为8mm的轧制态1561铝合金板，焊丝选用ESAB公司的OK18.22，焊丝直径为1.2 mm，母材及焊丝的化学成分见表1。焊缝采用带钝边的V形坡口，坡口角度为45°，钝边厚度1mm，坡口间隙为0.7mm，焊前对坡口打磨和酒精擦拭处理。焊接设备为FormniusTPS5000CMT全数字化逆变焊机，焊接工艺为单道对焊，其中前丝采用脉冲交流模式，后丝采用CMT模式。制备1561铝合金双丝CMT焊接接头的拉伸试样，试验机为GP-TS2000/100kW万能拉伸试验机，试验温度为室温，拉伸速率为2.0mm/min。焊接工艺参数、焊缝成形和力学性能见表2。
表1
母材及焊丝的化学成分（质量分数，%）
材料母材（1516）
焊丝(OK18.22) 收稿日期：2016-01-27
Is 0.40 0.05
Mn 0.90 0.87
Cu 0.01 0.02
基金项目：铝合金特种船舶高效焊接装备与关键技术研究
(2013DFR70160）；激光与等离子先进制造技术创新团队
（20110100104901263）资助项目。万方数据
Ti-to0
Fe 0.40 0.10
Mg 6.20 5.65
Zn 0.12 0.02
Zr 0.02 0.11
Al 余量余量
焊后沿垂直于焊缝端面截取试样，经研磨、抛光、
腐蚀后制成金相试样。腐蚀液为HF：HCI:HNO,：H,O =1:1.5:2.5:95，腐蚀时间为8s。使用SuperprobeJXA-8100扫描电镜背散射成像技术观察焊接接头微观组织，包括焊缝、熔合线、热影响区、母材4个区域和断口
2016年第5期31