本發(fā)明涉及鋁合金的焊接工藝。更具體地說，本發(fā)明涉及一種鋁合金厚板的焊接方法。
背景技術：
鋁合金具有密度低，導熱性、耐蝕性和成型性好，價格低廉等優(yōu)點，已廣泛應用于航空航天、交通運輸、輕工建材和機械制造等部門，是輕合金中應用最廣和用量最多的合金。隨之而來的鋁合金焊接技術尤其是高強鋁合金中、厚板結構件的焊接便成為迫切需要解決的問題。提高焊縫熔深和力學性能，減小焊接變形，降低焊接熱影響區(qū)和焊縫組織的粗化、裂紋和氣孔傾向等是研究人員一直關注的技術難題。鋁合金的焊接要求采用能量密度大、焊接熱輸入量小、焊接速度高的高效焊接方法。目前鋁合金焊接常用的方法有：激光焊、電子束焊、攪拌摩擦焊(FSW)、TIG焊和MIG焊等。
6082合金鋁板，是能夠熱處理可強化的鋁合金板材，具有中等強度和良好的焊接性能、耐腐蝕性，主要用于交通運輸和結構工程工業(yè)。如橋梁、起重機、屋頂構架、運輸機、運輸船等。近年來，隨著國內外造船業(yè)突飛猛進的發(fā)展，減輕船體自重，提高船速，尋求代替鋼鐵部件的鋁合金材料，已成為鋁加工業(yè)和造船業(yè)面臨的重要課題。6082鋁合金鋁板具有中等強度和良好的耐蝕性，重量又輕，是制造高速船部件的理想材料。
由于6082鋁合金的厚板采用MIG焊氣孔傾向更大，更易產生變形問題，且該結構件的位置、長度均不適合采用MIG，因此需要尋求一種更適合厚板6082鋁合金的焊接方法。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的一個目的是解決至少上述問題，并提供至少后面將說明的優(yōu)點。
本發(fā)明還有一個目的是提供一種鋁合金厚板的焊接方法，提高焊接品質，解決易變性、裂縫的問題。
為了實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點，提供了一種鋁合金厚板的焊接方法，具體為6082鋁合金，包括以下步驟：
1)采用V形坡口對接焊縫，并對鋁合金板進行預熱，預熱溫度為150℃；
2)采用鎢極氬弧焊，多層多道焊接法，打底焊時，焊槍內通入保護氣體，保護氣體的流量為12-14L/min，電流極采用交流，電流參數(shù)為：鋁合金板厚度介于8-12mm時，電流為170-180A；鋁合金板厚度＞12mm時，電流為181-200A；
3)剩余層數(shù)的焊接：對于鋁合金板厚度介于8-12mm時，以鎢極氬弧焊焊滿，保護氣體的流量為15L/min，電流為200A；鋁合金板厚度＞12mm時，以鎢極氬弧焊焊滿，護氣體的流量為15L/min，電流為220A。
優(yōu)選的是，步驟2)和3)中，采用的保護氣體為純氬氣或氬氣與氨氣的混合氣體；所述混合氣體中氨氣占混合氣體的體積分數(shù)為0.3-0.5％。
優(yōu)選的是，鋁合金厚板在焊接前進行機械清洗，選用有機溶劑浸泡鋁合金厚板2-3min，之后刷至鋁合金厚板表面露出金屬光澤，所述有機溶劑由體積比為2：1的丙酮和苯混合而成，經過機械清洗的鋁合金厚板在2h內進行焊接。
優(yōu)選的是，鋁合金厚板在浸泡于所述有機溶劑時采用超聲波清洗機，溫度為60℃，功率密度為0.4w/cm2。
優(yōu)選的是，步驟2)中均采用5183焊絲。
優(yōu)選的是，步驟3)中鎢極氬弧焊采用焊條，以5183焊絲為焊芯，藥皮包括以重量份計的如下組分：氟化鈣20-25份、鈦白粉10-16份、氟化鍶3-5份、硼酸鋅5-8份、碳酸鋇5-8份、氮化鋁5-8份、中碳錳鐵3-5份、鉬粉2-5份、玄武巖6-10份、魚眼石8-12份和透輝石1-2份；
所述焊條的制備方法如下：稱取氟化鈣20-25份、鈦白粉10-16份、氟化鍶3-5份、硼酸鋅5-8份、碳酸鋇5-8份、氮化鋁5-8份、中碳錳鐵3-5份、鉬粉2-5份、玄武巖6-10份、魚眼石8-12份和透輝石1-2份，混合均勻后加入占其混合物總重的15-20％的鉀鈉水玻璃做粘接劑，將混合物涂覆在焊芯外，經油壓式焊條壓涂機壓制，在150℃下烘干1.5h，再于400℃下烘干0.5h。
優(yōu)選的是，所述藥皮占焊條的質量百分數(shù)為30％-34％。
本發(fā)明至少包括以下有益效果：
1)本發(fā)明根據(jù)6082鋁合金的化學成份、力學性能、使用條件和施焊條件綜合考慮，同時考慮焊縫強度、耐腐蝕性、線膨脹系數(shù)、高溫性能、焊接裂紋和氣孔的敏感性，使用鎢極氬弧焊的方法進行6082鋁合金厚板的焊接工作，有效的提高了焊接質量，降低了生產成本，焊絲選用5183焊絲，選取了更加合適的焊條焊絲，對焊接合格率起到了保障作用；
2)本發(fā)明在多層多道焊時優(yōu)先選用含有0.3-0.5％氨氣+99.5-99.7％氬氣的混合氣體作為保護氣體，可以減少厚板鋁合金焊接缺陷的產生，焊接氣孔、夾渣問題減少，提高了焊接接頭的機械性能，并且氨氣在一定程度上作為還原劑，可以使打底焊的內表面完全避免氧化，提高抗點蝕能力；
3)本發(fā)明在剩余層數(shù)的焊接，選用的焊條以5183焊絲為焊芯，藥皮則由氟化鈣、鈦白粉、氟化鍶、硼酸鋅、碳酸鋇、氮化鋁、中碳錳鐵、鉬粉、玄武巖、魚眼石和透輝石制成，其中氟化鈣、氟化鍶均為造渣劑，調節(jié)渣熔點，魚眼石為鉀、鈣的氟化物硅酸鹽礦物，透輝石為鈣和鎂的硅酸鹽，魚眼石和透輝石均具有防氧化的作用，而玄武巖為二氧化硅、三氧化二鋁、氧化鐵的混合物，具有堅硬耐磨耐腐蝕的特性，這些組分組合在一起具有促進焊縫成形，降低焊縫氣孔率，焊接時熔融態(tài)的液態(tài)金屬表面張力，從而提高其流動性，促進焊縫成型美觀，不顯裂紋。
本發(fā)明的其它優(yōu)點、目標和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本發(fā)明的研究和實踐而為本領域的技術人員所理解。
具體實施方式
下面結合實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。
需要說明的是，下述實施方案中所述實驗方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法，所述試劑和材料，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑獲得。
實施例1
1、一種鋁合金厚板的焊接方法，具體為6082鋁合金，包括以下步驟：
1)鋁合金厚板在焊接前進行機械清洗，選用有機溶劑浸泡鋁合金厚板2min，之后刷至鋁合金厚板表面露出金屬光澤，所述有機溶劑由體積比為2：1的丙酮和苯混合而成，經過機械清洗的鋁合金厚板在2h內進行焊接。鋁合金厚板在浸泡于所述有機溶劑時采用超聲波清洗機，溫度為60℃，功率密度為0.4w/cm2。
2)采用V形坡口對接焊縫，并對鋁合金板進行預熱，預熱溫度為150℃。
3)采用鎢極氬弧焊，采用5183焊絲，多層多道焊接法，打底焊時，焊槍內通入保護氣體，保護氣體的流量為12L/min，電流極采用交流，電流參數(shù)為：鋁合金板厚度為10mm時，電流為178A；鋁合金板厚度為15mm時，電流為194A；采用的保護氣體為純氬氣。
4)剩余層數(shù)的焊接：對于鋁合金板厚度為10mm時，以鎢極氬弧焊焊滿，保護氣體的流量為15L/min，電流為200A；鋁合金板厚度為15mm時，以鎢極氬弧焊焊滿，護氣體的流量為15L/min，電流為220A。采用的保護氣體為純氬氣。
在實施例1中，分別對厚度為10mm和15mm的鋁合金厚板焊接完成后，經過外觀檢查和無損檢測對比分析數(shù)據(jù)如下：10mm的鋁合金厚板氣孔缺陷點數(shù)2個，夾渣缺陷點數(shù)1個，裂紋缺陷點數(shù)1個，焊縫接頭抗拉強度為(MPa)289～300，焊縫沖擊功34J；15mm的鋁合金厚板氣孔缺陷點數(shù)1個，夾渣缺陷點數(shù)1個，裂紋缺陷點數(shù)1個，焊縫接頭抗拉強度為(MPa)291～301。焊縫沖擊功36J。
實施例2
1、一種鋁合金厚板的焊接方法，具體為6082鋁合金，包括以下步驟：
1)采用V形坡口對接焊縫，并對鋁合金板進行預熱，預熱溫度為150℃；
2)采用鎢極氬弧焊，多層多道焊接法，焊接厚度為20mm的鋁合金板，打底焊時，焊槍內通入保護氣體，保護氣體的流量為13L/min，電流極采用交流，電流為200A，剩余層數(shù)的焊接，以鎢極氬弧焊焊滿，保護氣體的流量為15L/min，電流為220A。鎢極氬弧焊采用的保護氣體為氬氣與氨氣的混合氣體；所述混合氣體中氨氣占混合氣體的體積分數(shù)為0.5％。
在實施例2中，對厚度為20mm的鋁合金厚板焊接完成后，經過外觀檢查和無損檢測對比分析數(shù)據(jù)如下：20mm的鋁合金厚板氣孔缺陷點數(shù)0個，夾渣缺陷點數(shù)1個，裂紋缺陷點數(shù)0個，焊縫接頭抗拉強度為(MPa)303～309，焊縫沖擊功38J。
實施例3
1、一種鋁合金厚板的焊接方法，具體為6082鋁合金，包括以下步驟：
1)鋁合金厚板在焊接前進行機械清洗，選用有機溶劑浸泡鋁合金厚板2min，之后刷至鋁合金厚板表面露出金屬光澤，所述有機溶劑由體積比為2：1的丙酮和苯混合而成，經過機械清洗的鋁合金厚板在2h內進行焊接。鋁合金厚板在浸泡于所述有機溶劑時采用超聲波清洗機，溫度為60℃，功率密度為0.4w/cm2。
2)采用V形坡口對接焊縫，并對鋁合金板進行預熱，預熱溫度為150℃；
3)采用鎢極氬弧焊，多層多道焊接法，打底焊時，焊槍內通入保護氣體，保護氣體的流量為12L/min，電流極采用交流，電流參數(shù)為：鋁合金板厚度為12mm時，電流為177A，采用的保護氣體為純氬氣。焊絲采用5183焊絲。
4)剩余層數(shù)的焊接：以鎢極氬弧焊焊滿，保護氣體的流量為15L/min，電流為200A。采用的保護氣體為純氬氣。步驟4)中鎢極氬弧焊采用焊條，以5183焊絲為焊芯，藥皮包括以重量份計的如下組分：氟化鈣20份、鈦白粉10份、氟化鍶3份、硼酸鋅5份、碳酸鋇5份、氮化鋁5份、中碳錳鐵3份、鉬粉2份、玄武巖6份、魚眼石8份和透輝石1份。所述焊條的制備方法如下：稱取氟化鈣20份、鈦白粉10份、氟化鍶3份、硼酸鋅5份、碳酸鋇5份、氮化鋁5份、中碳錳鐵3份、鉬粉2份、玄武巖6份、魚眼石8份和透輝石1份，混合均勻后加入占其混合物總重的15％的鉀鈉水玻璃做粘接劑，將混合物涂覆在焊絲外，經油壓式焊條壓涂機壓制，在150℃下烘干1.5h，再于400℃下烘干0.5h。所述藥皮占焊條的質量百分數(shù)為30％。焊接時，采用本焊條，飛濺顆粒細小，脫渣率為100％，焊接發(fā)塵率小于0.13g/min，發(fā)塵量小于7g/kg。
實施例4
1、一種鋁合金厚板的焊接方法，具體為6082鋁合金，包括以下步驟：
1)采用V形坡口對接焊縫，并對鋁合金板進行預熱，預熱溫度為150℃；
2)采用鎢極氬弧焊，多層多道焊接法，焊接厚度為15mm的鋁合金板，打底焊時，以5183焊絲，焊槍內通入保護氣體，保護氣體的流量為14L/min，電流極采用交流，電流為190A。剩余層數(shù)的焊接，以鎢極氬弧焊焊滿，護氣體的流量為15L/min，電流為220A。采用的保護氣體為氬氣與氨氣的混合氣體，所述混合氣體中氨氣占混合氣體的體積分數(shù)為0.3％。剩余層數(shù)的焊接，采用焊條，以5183焊絲為焊芯，藥皮包括以重量份計的如下組分：氟化鈣25份、鈦白粉16份、氟化鍶5份、硼酸鋅8份、碳酸鋇8份、氮化鋁8份、中碳錳鐵5份、鉬粉5份、玄武巖10份、魚眼石12份和透輝石2份。
所述焊條的制備方法如下：稱取氟化鈣25份、鈦白粉16份、氟化鍶5份、硼酸鋅8份、碳酸鋇8份、氮化鋁8份、中碳錳鐵5份、鉬粉5份、玄武巖10份、魚眼石12份和透輝石2份，混合均勻后加入占其混合物總重的20％的鉀鈉水玻璃做粘接劑，將混合物涂覆在焊絲外，經油壓式焊條壓涂機壓制，在150℃下烘干1.5h，再于400℃下烘干0.5h。所述藥皮占焊條的質量百分數(shù)為34％。
在本實施例中，焊接時采用本焊條，飛濺顆粒細小，脫渣率為100％，焊接發(fā)塵率小于0.1g/min，發(fā)塵量小于6.1g/kg。對厚度為20mm的鋁合金厚板焊接完成后，經過外觀檢查和無損檢測對比分析數(shù)據(jù)如下：15mm的鋁合金厚板氣孔缺陷點數(shù)0個，夾渣缺陷點數(shù)0個，裂紋缺陷點數(shù)0個，焊縫接頭抗拉強度為(MPa)314～323，焊縫沖擊功42J。
盡管本發(fā)明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領域，對于熟悉本領域的人員而言，可容易地實現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細節(jié)和這里示出與描述的實施例。