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WeldingTechnologyVo1．39No．8Aug．2010·试验与研究·23

文章编号：1002—025X(2010)08—0023—04

薄板铝合金的TIG拼焊及其单向拉伸成形性能

李云涛一，叶娟，刘宝忠。，张建1,2

(1．天津理工大学材料科学与工程学院，天津300384；2．天津市光电显示材料与器件重点实验室，天津300384；3．天

津百利机电控股集团有限公司研究院，天津300110)

摘要：拼焊所具有的优点使其成为绿色再制造技术之一。本文首先针对汽车轻量化材料铝合金薄板制定焊接工艺、优化焊接参数，实

施TIG拼焊，并对铝合金TIG拼焊板进行微观组织、显微硬度、单向拉伸成形性能测试及扫描电子显微镜断口形貌测试，同时分析了

焊接接头组织及硬度分布规律、焊缝位置对铝合金拼焊板成形性能的影响。研究表明：焊缝组织是细小的等轴晶和树枝状晶．硬度较

低；焊缝的位置不同，拼焊板的成形性能不会有明显差异；试样的断口形貌表明6061铝合金拼焊板的塑性低于母材。

关键词：铝合金薄板；TIG拼焊；焊缝；成形性能

中图分类号：TG444．74文献标志码：B

其化学成分见表1。

0引言

表16061铝合金的化学成分(质量分数)(％)

在新的成形工艺中，拼焊板技术得到了广泛应

MgSiCUCrFeMnZnAl

用，它不仅可以优化工件结构．充分发挥材料的作0．8～1．20．4～0．8O．15～O．40．04～035O．70．150．250．15其余

用，而且满足减小工件自身质量，节约能源要求。拼

焊所具有的优点使其成为绿色再制造技术之一¨1]。与6061铝合金是A1一Mg—Si系可热处理强化锻铝合

汽车用钢板相比，铝合金板密度小、强度高、耐锈金，其焊接有几大难点：气孔，热裂纹，软化严重，

蚀．已成为汽车轻量化技术中替代钢板的主要材料。强度系数低等。为此，笔者采用了TIG拼焊以及相

6061铝合金属A1一Mg—Si—Cu系，是一种典型的可变应的焊接工艺以控制这些焊接缺陷的产生。

形热处理铝合金，具有良好的加工、焊接性能，耐(1)气孔_3由于铝合金采用TIG焊接时，主

蚀性及塑性良好．在热态和冷态都易于加工成形，要是熔池表面与弧柱气氛接触，熔池比表面积小．

因而具有很好的综合性能，常用于制造中等载荷零熔池温度低，在弧柱温度吸附氢的条件比起其他焊接

件、形状复杂锻件和模锻，在航空、船舶和汽车等就稍差些，所以在同样条件下，TIG焊弧柱水分引起

领域有着广泛的应用]。但在冲压成形方面，由于晶的气孑L倾向要小些：同时，TIG焊一般使用交流焊

体结构上的差异．铝合金板的某些特性不完全与钢机，对焊熔池和焊丝表面都有阴极雾化作用，具有比

板相同，很多情况下是不能套用钢的变形规律的，较好的氧化膜消除作用．这样会减少氧化膜中吸附的

需要找到适合铝合金板材自身特点的成形方法和规水分含量，从而减少产生氢气孔的概率。

律。本文针对汽车轻量化材料铝合金(1mm厚6061(2)热裂纹5由于TIG焊接时，加热集中，故

铝合金)进行了拼焊工艺及成形性能研究。只要采用适当的焊接电流和焊接速度，就可防止熔池

及近缝区金属过热、晶粒长大，改善低熔共晶分布及

l6061铝合金拼焊焊接工艺制定