5A06与6061铝合金焊接工艺实验与研究

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5A06铝合金是一种铝镁系防锈铝，6061铝合金是一种铝镁硅系锻铝，两者的特点是：中等强度，良好的塑性、焊接性和抗蚀性，广泛应用于汽车、船舶、铁道车辆结构件。因生产工艺要求对5A06与6061铝合金材料进行焊接，为了保证焊接质量，提高生产效率，本实验采用手工TIG焊和半自动MIG焊，对厚度为8mm的5A06与6061铝合金材料进行焊接工艺实验和研究。

母材为8mm厚的5A06与6061铝合金板材，其力学性能见表1。分别采用手工钨极氩弧焊(TIG焊)和半自动熔化极氩弧焊(MIG焊)两种方法进行焊接，焊丝选用ER5356，其熔敷金属的屈服强度为135MPa，抗拉强度为275MP。手工交流TIG焊的焊接参数见表2。环境温度24℃，钨极伸出长度5～6mm，喷嘴距焊接试件8～12mm，焊件焊前预热至200～250℃。层间清理用不锈钢丝打磨，层间温度不低于200℃。半自动MIG焊的焊接参数见表3。采用直流反接，环境温度24℃，喷嘴距焊接试件12～22mm，焊件焊前不预热。层间清理用不锈钢丝打磨，层间温度不低于200℃。

表1 铝合金材料力学性能

合金牌号	σs/MPa	σb/MPa	δ(%)
6061	276	310	12
5A06	160	315	16

表2 TIG焊接参数

焊层数	焊接电流 /A	焊接速度/ (mm·min-1)	钨极直径 /mm	焊丝直径 /mm	气体流量 /(L·mm-1)	喷嘴直径 /mm
2	250～280	100～150	5～6.4	5	10～14	16

表3 MIG焊接参数

焊层数	焊接电流 /A	焊接电压 /V	焊接速度 /(mm·min-1)	焊丝直径 /mm	气体流量 /(L·mm-1)
2	220～280	21～24	20～25	5	12～18

试件焊前采用机械加工方法加工出60°的V形坡口；清除坡口及其附近区域的污染物后，用丙酮擦洗，再用清水冲净；用不锈钢丝或刮刀等工具清理氧化膜，清理后3～4h内施焊。由于铝合金高温状态下强度较低，焊缝容易塌陷或烧穿，为了保证焊透及防止塌陷，焊缝下底面应加装垫板。垫板朝向焊缝处开圆弧形槽，以保证焊缝背面成形良好。
采用ER5356焊丝，进行5A06与6061铝合金的手工TIG焊和半自动MIG焊均获得了性能良好的焊接接头。由于半自动MIG焊属熔滴过渡过程，不如TIG焊稳定;MIG焊接的焊缝金属中有少量气孔生成。6061属热处理强化的铝合金，由于焊接热的影响，焊接接头的热影响区会出现软化，造成焊接接头强度降低，焊接线能量越大，性能降低的程度越严重。