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    1.1.3 双枪TIG焊
        双焊枪TIG焊是指使用一台电源,两 把焊枪一起施焊,工件不接焊接电缆,二次线的正负极分别接上一把TIG焊枪。焊接时,两把焊枪正对着,分别指向工件的正反两面。焊接过程中,电流从一把焊枪透过工件,然后流向另一把焊枪,这样能使电弧更加集中,进而增加熔深,减少厚板的焊接层数。同时还由于降低了热输入,使HAZ范围减少,裂纹出现率降低,焊后变形小。采用该方法焊厚板,还可不使用填充焊丝,因而,在提高质量的同时,显著提高生产率,降低生产成本[5]。
    1.1.4 铝合金穿孔型等离子弧立焊
        早期铝合金穿孔型等离子焊是以平焊形式出现的,但后来实践发现,立焊方式不仅可以使可焊厚度增加,更重要的是焊缝成形稳定性有显著提高。等离子焊时,熔池中液态金属受重力、等离子射流的正向压力和切向力、液体金属表面张力等。当等离
    子弧相对焊件向上移动时,在这些力的综合作用下,液态金属沿小孔边缘向下流动,并在穿孔下方重新愈合形成焊缝,使穿孔熔池得以动态保持,实现焊接。由于穿孔型等离子弧立焊可实现中厚板的单面焊、双面同时自由成形,并且气孔和夹杂物少,焊
    接变形小,生产率高,成本低,因而成为航天工业中重大铝合金部件的首选焊接方法。目前等离子弧立焊存在的主要问题是焊缝成形和再现性差,美国航空航天管理局(NANA)对此进行了大量的研究,成功研制了以变极性等离子弧焊工艺(VPPAW)为核心的焊接技术和相应的设备,并成功地实现了厚板铝合金构件的焊接。
    1.1.5 搅拌摩擦焊
        与传统熔化焊技术相比,FSW所得接头具有晶粒细小、疲劳性能、拉伸性能和弯曲性能良好等优点;FSW 焊接过程无飞溅、无烟尘、无气孔,不需添加焊丝和保护气体,是一种清洁加工制造技术。由于接头部位不存在金属的熔化过程,故不存在熔焊时的各种缺陷,焊缝成形较好。同时由于不存在熔焊过程中接头部位大范围的热塑性变化过程,FSW 焊后接头的内应力小、变形小。 与普通摩擦焊相比,FSW 不受轴类零件的限制,可用于板结构的焊接。尤其值得指出的是,搅拌摩擦焊具有适合于自动化和机器人操作的诸多优点。此外,FSW焊接时没有严重的电磁干扰,对于批量生产,不需要进行打磨、刮擦之类的表面处理,使用非损耗的搅拌头[6,8]。
    1.2 课题主要研究内容
        本题主要针对核电用的螺旋管焊接成型工艺,主要进行的6mm和8mm厚的5083铝镁合金螺旋管焊接方法和工艺研究,开展6mm和8mm厚的5083铝镁合金板间的焊接工艺试验研究,对双弧双面TIG焊接方法和工艺进行探究研究。结合铝合金的焊接工艺性能,研究双弧双面TIG焊的工艺规范,并对焊接接头微观组织进行分析,从而确定该铝合金的焊接工艺参数。主要内容如下:
    1)    螺旋管双面双TIG弧焊接成型工艺方法设计,具体包括螺旋管焊接特点分析、 螺旋管双面双TIG弧焊接方法的设计、螺旋管双面双TIG弧焊接系统构建等;
    2)    研究5083铝合金的焊接特性,根据试件的不同厚度和坡口形式,制定合适的焊接工艺规范。观察焊缝宏观照片,并做X光检测等研究;
    3)    对试验所得到的焊接接头进行金相组织分析、拉伸试验,硬度测试等力学性能测试;
    4)    完成高强铝合金双面双弧TIG焊接工艺与测试分析报告
    2 螺旋管双面双TIG弧焊接方法设计
    2.1铝镁合金螺旋管焊接难点分析
     铝镁合金在焊接过程中会遇到很多难题,焊接过程中液态铝在高温时能吸收大量的氢,冷却时氢在其中的溶解能力急剧下降,在固态时又几乎不溶解氢,致使原来溶于液态铝的氢大量析出,形成气泡。同时,因铝及铝合金密度小、导热性很强,不利于气泡的逸出,因此,铝及铝合金焊接易产生气孔。此外,铝镁合金化学活泼性强,表面极易形成熔点高的氧化膜Al2O3和MgO,由于MgO的存在,形成的氧化膜疏松且吸水性强,这就更难避免焊缝中产生密集气孔。用TIG焊,虽然负半周瞬间氩离子对氧化膜具有“阴极雾化”作用,但并不能去除氧化膜中的水分,因而铝镁合金焊接比纯铝具有更大的气孔倾向。
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