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本文针对中大直径铝合金螺柱焊接存在诸多气孔、裂纹、未熔合等缺陷,焊接性能难以达到使用要求的技术问题,具体提出了TIG-拉弧复合热源、感应-拉弧复合热源两种复合热源螺柱焊接技术,对铝合金的螺柱焊方法和保护技术进行改进。 运用TIG-拉弧复合热源焊接方法,针对Φ16mm螺柱与10mm、20mm不同板厚的铝板进行工艺性试验,接头剪切强度能够达到128MPa,其强度系数为70%以上。最佳焊接工艺参数为:预热150℃、焊接电流650A、焊接时间1000ms。试验同时表明:铝板焊前TIG预处理、螺柱预浸镀锌镍等都能够有效的提高螺柱焊接接头力学性能,并且改善焊缝组织。 运用感应-拉弧复合热源焊接方法,针对Φ16mm螺柱与20mm厚度铝板进行了一系列工艺试验。在对铝板预热200℃的组合试验中,得到最佳剪切强度123MPa,强度系数也达到70%以上。最佳焊接参数为焊接温度200℃、焊接时间1000ms、焊接电流650A。试验同时也表明焊前对铝板进行感应预热能够有效改善焊接接头质量。 在感应-拉弧复合热源的前提下,使用保护剂-气体联合保护的方式实施焊接,在螺柱端部开宽度为3mm和4mm凹槽,进行了Φ16mm螺柱与Φ20mm厚度铝板的工艺试验,焊缝抗剪强度达到116MPa,较单一的惰性气体保护焊接相比强度提高33%。同时表明,添加适量保护剂的螺柱在各个焊接电流条件下焊接接头质量明显优于添加过量保护剂时的接头质量。