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铝合金具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优点,在现代工业生产中得到了广泛应用。TIG焊作为最常用的铝合金焊接方法具有焊接质量高、可进行全位置焊接等众多优点,但由于所形成的单道焊缝熔深浅,熔敷率低,所以一般用于薄板的焊接,从而限制了它的应用。本课题将一种高效的焊接方法——A-TIG(Activating flux TIG)焊引入到铝合金的焊接中,进行了基础试验研究,渴望能使得焊接熔深显著增加,生产效率大大提高。 在本论文中,采用均匀设计法研制了一种铝合金A-TIG焊活性剂,使得熔深达到传统TIG焊熔深的3倍以上,并且没有改变焊缝成分,细化了焊缝组织。 通过焊接偏移试验、直流正接A-TIG焊试验和FBTIG焊试验研究了活性剂增加熔深的机理。研究发现,导电通道电阻对铝合金A-TIG焊熔深有较大影响,尤其在直流正接A-TIG焊中,由于导电通道电阻变化而导致的热输入的变化成为影响熔深的重要因素。在铝合金FBTIG焊中,只有当间隙远远小于TIG焊和A-TIG焊焊缝熔宽时才能利用活性剂的高电阻和高熔沸点使得电弧强制收缩,从而显著增加熔深。所研制的铝合金A-TIG焊活性剂增加熔深的机理很可能是,活性剂在电弧作用下发生了熔化并解离。解离产生的金属元素与母材中的元素被熔炼在一起,分片分布在熔池表面,将熔池表面分割成许多分离的小区域。在这些分离的小区域内产生收缩的电弧斑点,从而使得斑点区内的电流密度增大,熔池内的LorentzL力增强,最终使得熔深显著增加。 由于针对铝合金A-TIG焊技术的研究在国内还是空白,在国际上只有法国开始了这方面的研究,所以本课题所进行的研究工作对于推动A-TIG焊这种高效的焊接方法在铝合金焊接方面的应用具有指导意义,并且在熔深增加机理研究方面具有重要的理论意义。