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57氩弧焊工艺参数对牌号 6082 T6 铝合金力学性能的影响刘剑武（福建省冶金工业设计院有限公司，福建福州350011）【摘要】本文研究了在氩弧焊中焊接工艺参数对牌号 6082T6 铝合金力学性能的影响，测试了不同参数（坡口角度、焊接电流）下的焊接接头拉伸力学性能，讨论了焊接电流对力学性能的影响。【关键词】氩弧焊；焊接电流；抗拉强度；铝合金Effect of 6082,T6 Aluminum Alloy Microstructure And Properties on MIG Welding ParametersLiu Jianwu（Fujian Metallurgical Industry Design Institute Co.,Ltd.,Fuzhou 350011,Fujian）【Abstract】In this paper,the influence of welding process parameters on the mechanical properties of 6082 T6 aluminum alloy in argon arc welding is studied.The tensile mechanical properties of welded joints under different parameters(groove angle,welding current)are tested,and the influence of welding current on mechanical properties is discussed.【Key words】argon arc welding;welding current;tensile strength;aluminium alloy作者简介：刘剑武，男，工程师，从事材料物理性能检测、无损检测、实验室管理等有关工作。收稿日期：2022 年 12 月前言由于铝合金材料自身具有低密度、高比强度以及耐腐蚀性等优势和特点，在城市人行天桥工程施工中得到了广泛的应用，天桥使用的大量构件是由铝合金板材、管材和型材焊接而成。焊接是一种金属或其他热塑性材料的制造工艺及技术。现如今，在许多工业领域特别是在制造行业里，焊接是非常之重要的关键技术。根据母材或焊条的熔化来分类，通常可以分为熔化焊、压力焊和钎焊三类，此次试验选用熔化极氩弧焊作为焊接方法，铝及铝合金熔化极惰性气体保护焊常采用氩气1。焊接过程中焊接方法和焊接工艺参数对铝合金的焊接接头的质量起了很重要的作用2。本试验是研究在氩弧焊条件下部分焊接工艺参数对牌号 6082T6 铝合金的焊接力学性能的影响。1 概述根据牌号 6082 T6 铝合金的焊接特性，此次试验运用熔化极氩弧焊不同的工艺参数对牌号 6082 T6 铝合金试样进行焊接，通过测试焊接接头的力学性能来分析不同的工艺参数对牌号 6082 T6 铝合金焊接接头的影响。测试试验的主要内容为：设置合理的焊接参数，研究不同工艺参数下的焊接接头力学性能，测试各种参数下的力学性能3。1.1 试验材料和设备本次试验所用焊接母材为牌号 6082 T6 铝 2 0 2 3 年第 3 期 福 建 冶 金DOI:10.19574/ki.issn1672-7665.2023.03.00558合金管材，规格为 120mm100mm10mm；焊丝型号需要选择直径为 3mm 的 S311 铝硅焊丝；苏州元楼机电科技有限公司生产的MIG焊焊机，型号为 Wega500s；拉伸试验选用 WAW-1000C微机控制电液伺服万能试验机。1.2 焊接接头尺寸本次焊接选用 V 型坡口作为对接焊口，钝边及底部间隙均为 2mm4。焊接接头及坡口尺寸示意图见图 1。图 1 焊接接头示意图1.3 焊接工艺及焊接参数的选择焊丝的清洗：由于铝焊丝在空气中非常容易在表面氧化形成一层致密的氧化膜（Al2O3薄膜），在焊接时会使焊缝金属生成氧化物夹渣，影响焊接接头的质量。开封后的焊丝清洗后进行烘干处理，原则上应在焊接当天进行清洗；如果焊丝没有开封，则可以不用清洗。本次试验所用的焊丝就是处于未开封状态，故可不必进行清洗。坡口的清洗：焊接的坡口清洗包括坡口部位和坡口两侧各 20mm 左右地方的清洗。具体方法是用丙酮除油污、用刮刀刮掉氧化膜，然后让坡口干燥；同样，应在进行焊接当天清洗。保护气体的选择：铝合金氩弧焊焊时，惰性保护气体可以保护熔池金属。本次试验采用的氩气熔化极气体保护焊在焊接时产生的飞溅较少，电弧也比较稳定，相对于氦气也更便宜，经济性较高。焊接电流的选择：氩弧焊焊接时焊接电流的大小主要取决于构件的厚度。当所有其他焊接参数保持不变时，增大焊接电流可加快焊丝熔化的速度以及熔敷率。本次试验根据焊接经验设置 2 组电流参数。见表 1。焊丝直径的选择：熔化极氩弧焊焊时焊丝直径小可采用较小的焊接电流，焊丝直径大时采用较大电流。根据本次试验所用材料的板厚，焊丝型号需要选择直径为 3mm 的 S311 铝硅焊丝。焊接速度的选择：在铝合金焊接过程中是人工操作，不容易控制焊接的速度，只能根据焊接技术人员的经验来焊接，但所有焊件都由同一个焊接技术人员来完成，则焊接速度也几乎是一个定量。焊接接头位置的选择：本次试验焊接接头选择平焊。保护气体流量的选择：本次试验选择一个适中的气体流量 20L/min。2 试验方法2.1 焊接接头拉伸试验方法铝合金管材焊接好后，将焊缝正反两面的焊缝余高用机加工方法除去，依据 GB/T16865-1997变形铝、镁及其合金加工制品拉伸试验用试样及 GB/T 228.1-2010金属材料 室温拉伸试验方法设计拉伸试样形状尺寸，样品平行间宽度为 12.5mm。加工后分别在 WAW-1000C 微机控制电液伺服万能试验机上进行拉伸试验，拉伸应力速率控制在 10R/(MPas-1)。试样形状尺寸（单位是 mm）如图 2 所示。2.2 焊接接头的拉伸试验结果拉伸试验是力学性能最常见的试验之一，表 1 焊接参数材料焊丝直径/mm氩气流量/（Lmin-1）坡口角度/焊接电流/A母材厚度/mm样品编号6082 T63205017010A1A2A3210B1B2B37017010C1C2C3210D1D2D3氩弧焊工艺参数对牌号 6082 T6 铝合金力学性能的影响59拉伸试验可以测出材料的抗拉强度、规定非比例延伸强度、延伸率等数据5，对于材料设计具有重要的意义。为考察焊接电流和坡口角度对焊接接头强度的影响，本文选择四种焊接铝合金管材进行试验。其中 A、C 组焊接电流 170A，坡口角度为 50；B、D 组焊接电流210A，坡口角度为 70。本次焊接铝合金管材的拉伸试验结果如表 2 所示，与母材对比结果见表 3。牌号 6082 T6 铝合金的力学性能标准值抗拉强度 Rm 330MPa，规定非比例延伸强度Rp0.2 260MPa，断后延伸率 A50 8.0%。研究焊接电流参数对焊接接头强度的影响，选择焊接电流 170A 的 A、C 组和焊接电流210A 的 B、D 组结果进行分析。结合表 2 与表3 可以看出，试样焊接接头的抗拉强度、规定非比例延伸强度都在标准值的 55%以上。随着焊接电流的增大，焊接接头的抗拉强度、规定非比例延伸强度都在明显降低，抗拉强度降低幅度约为 14%，规定非比例延伸强度低幅度约为18%，并且焊接电流增大会降低焊缝及热影响区的韧性；而延伸率降低不多，说明焊接电流对焊接接头断后伸长率的影响不大。研究焊接坡口角度对焊接接头强度的影响，选择坡口角度为 50的 A 和坡口角度为70的 C，坡口角度为 50的 B 和坡口角度为（下转第 18 页）表 2 拉伸试验结果编号A1A2A3B1B2B3Rm/MPa216214213185183185Rp0.2/MPa189187187152153153A50/%8.58.58.57.07.07.0编号C1C2C3D1D2D3Rm/MPa215214214186184182Rp0.2/MPa188186187155154152A50/%8.58.59.07.07.07.5表 3 与母材对比结果编号抗拉强度/MPa与母材标准值比值/%规定非比例延伸强度/MPa与母材标准值比值/%A12160.6551890.727A22140.6481870.719A32130.6451870.719B11850.5601520.585B21830.5551530.588B31850.5601530.588C12150.6511880.723C22140.6481860.715C32140.6481870.719D11860.5641550.596D21840.5581540.532D31820.5521520.585图 2 拉伸试样尺寸氩弧焊工艺参数对牌号 6082 T6 铝合金力学性能的影响18表 6 调整前后生产指标变化情况表项目一段磨矿浓度/%二段磨矿浓度/%精矿细度/%铁回收率/%精矿品位/%球磨台效/（th-1）调整前60 7040 50759064.224.94调整后75 8065 7080926526.23增减10 1515 20520.81.29提高到 92%。二段磨矿给料溜槽坡度较缓，需补加大量的水才不至于堵矿，造成给矿浓度太稀，磨矿细度降低，精矿品位平均仅 64.2%。经过多次与相关人员探讨，最终确定二段磨矿技改方案，即把原钢板溜槽拆除，换成 250mmPE 管，并提高坡度，停止补加水。技改后二段磨矿给矿浓度由 40%50%提高到 65%70%，磨矿细度由-200 目占 75%提高到 80%，精矿品位基本保持在 65%左右，提高了 0.8%。过滤机溢流液及清洗底箱矿浆由直供一段砂泵改为直供二段磁选给料，减少了二段磨矿循环量，缓解了一段砂泵池溢满现象，同时增加了二段入磨量。调整前后生产指标变化情况见表 6，由表可知，明显提高了磨矿效率。3 结语通过中细碎设备换型、高压辊磨技术调整、GK 筛筛网规格调整、优化磨矿条件等一系列的技术改造和管理措施，球磨台效从去年的24.94t/h 提高到 26.23t/h，提高了 1.29t/h，实现了 5%的增长。为巩固所取得成果，选矿厂将根据现有生产流程继续优化选矿工艺流程，以达到较好的选矿效率，进一步降低选矿成本。参考文献：1周龙廷.选矿厂设计（第 2 版）M.中南工业大学出版社,1999.2段希祥.碎矿与磨矿（第 2 版）M.冶金工业出版社,2006.3葛新建.高压辊磨工艺在我国冶金矿山的应用现状 J.现代矿业,2009(9):5.4许时.矿石可选性研究(第 2 版)M.冶金工业出版社,2007.5徐兵强.提高球磨机磨矿效率技术措施J.现代矿业,2014,30(11):3.（上接第 59 页）70的 D 组结果进行分析。结合表 2 和表 3 可以看出，坡口角度主要是根据焊接铝合金管材的厚度来设计，目的是为了保证能焊透铝管，坡口角度对铝合金焊接接头的抗拉强度、规定非比例延伸强度影响不明显。3 结论（1）焊接电流的从 170A 增大到 210A，铝合金管材的焊接接头的抗拉强度、规定非比例延伸强度都明显降低。采用焊接铝合金结构件时必须考虑热影响区域对材料强度降低带来的影响。（2）要选取合适的焊接电流，否则断后伸长率达不到产品标准的要求。参考文献：1 李欢,邓鑫,齐芃芃,等.6008 铝合金不同焊接接头的组织和性能研究 J.热处理技术与装备,2022,43(5):4.2 李鲲鹏,郭伦春,万发荣,等.2A12 铝合金搅拌摩擦焊接过程中接头组织与焊接工艺的关系 J.轻合金加工技术,2005,33(1):4.3 全国钢标准化技术委员会.金属材料 室温拉伸试验方法:GB/T228.1-2010S.北京:中国标准出版社,2021.12.4 全国焊接标准化技术委员会.焊接接头拉伸试验方法:GB/T2651-2008S.北京:中国标准出版社,2008.6.5 全国焊接标准化技术委员会.焊接接头拉伸试验方法:GB/T2651-2008S.北京:中国标准出版社,2008.6.影响球磨台效几种因素的分析及改进措施