用于中厚度高强耐蚀铝镁合金的平对接MIG焊接方法

摘要

本发明提供一种用于中厚度高强耐蚀铝镁合金的平对接MIG焊接方法，其特征在于，采用平位置将两块铝镁合金中厚板进行MIG焊接，采用对称V型坡口进行双面焊接，所述坡口角度为单边25°～30°，间隙宽度为0～2mm；所述焊接的电压为23.0～23.4V，焊接电流为155～159A，保护气的流量为25～30L/min。本发明的方法可保证焊接接头抗拉强度高于333Mpa，面弯或背弯180°后焊接接头表面出现的裂纹或其他缺陷长度不大于3mm，焊接接头焊缝的外观检查符合质量要求，无显著表面缺陷，焊缝内部质量X射线探伤评级不低于NB/T47013中Ⅰ级焊缝要求，剥落腐蚀、晶间腐蚀符合要求。

说明书

技术领域

本发明为铝合金材料焊接技术领域，具体涉及一种用于中厚度高强耐蚀铝镁合金的平对接MIG焊接方法。

背景技术

铝合金由于比重小、耐蚀性好、易于加工等特点，在船舶上应用广泛，目前我国船舶用铝合金材料主要为5083板材和6082型材。随着船舶对航速、装载能力、结构重量要求的提高，对高强耐蚀铝合金的需求越发迫切。

目前我国已研发出中厚度高强耐蚀铝镁合金材料，其镁含量5.5％～6.5％，强度可达390Mpa。由于这种铝镁合金材料的镁含量大幅度提高，导致焊接过程中铝镁合金材料烧损严重，气孔、裂纹敏感性大，焊接接头软化严重。在船舶建造过程中，高强耐蚀铝镁合金的平位置焊接占比较大，目前尚无一种适用于中厚度高强耐蚀铝镁合金平位置的焊接工艺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于中厚度高强耐蚀铝镁合金的平对接MIG焊接方法，以克服现有技术中铝镁合金材料烧损严重、气孔、裂纹敏感性大、焊接接头软化严重的问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

本发明的一种用于中厚度高强耐蚀铝镁合金的平对接MIG焊接方法，其特征在于，采用平位置将两块铝镁合金中厚板进行MIG焊接，采用对称V型坡口进行双面焊接，所述坡口角度为单边25°～30°，间隙宽度为0～2mm；所述焊接的电压为23.0～23.4V，焊接电流为155～159A，保护气的流量为25～30L/min；

所述铝镁合金中厚板的厚度8～12mm；

所述保护气为纯度≥99.995％的氩气，优选的，所述保护气的流量为28L/min；

所述铝镁合金含有下列质量分数的组分：Si：≤0.4％、Fe：≤0.4％、Cu：≤0.1％、Mn：0.7％～1.3％、Mg：5.5％～6.5％、Zn：≤0.2％、Zr：0.02％～0.12％、Er：0.10％～0.25％，余量为Al及不可避免的杂质；

所述焊接采用的焊丝含有下列质量分数的组分：Si：≤0.4％、Fe：≤0.4％、Cu：≤0.05％、Mn：0.8％～1.1％、Mg：5.5％～6.5％、Zn：≤0.2％、Zr：0.02％～0.12％、Er：0.10％～0.25％，余量为Al及不可避免的杂质；焊丝直径为1.0mm、1.2mm，优选的焊丝直径为1.2mm。

本发明的用于中厚度高强耐蚀铝镁合金的平对接MIG焊接方法，焊接位置为平位置，可保证焊接接头抗拉强度高于333Mpa，面弯或背弯180°后焊接接头表面出现的裂纹或其他缺陷长度不大于3mm，焊接接头焊缝的外观检查符合质量要求，无显著表面缺陷，焊缝内部质量X射线探伤评级不低于NB/T47013中Ⅰ级焊缝要求，剥落腐蚀、晶间腐蚀符合要求。

附图说明

图1为本发明的平对接MIG焊焊接坡口示意图；

各附图的标号表示如下：1-铝镁合金板材、2-平位置坡口。

具体实施方式

本技术领域的一般技术人员应当认识到本实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实施范围内对实施例进行变换、变型都可在本发明权利要求的范围内。

母材：O/H112状态高强铝镁合金板材，板材的质量百分比成分为：Si：≤0.4％、Fe：≤0.4％、Cu：≤0.1％、Mn：0.7％～1.3％、Mg：5.5％～6.5％、Zn：≤0.2％、Zr：0.02％～0.12％，Er：0.10％～0.25％，余量为Al及不可避免的杂质。

焊丝：Si：≤0.4％、Fe：≤0.4％、Cu：≤0.05％、Mn：0.8％～1.1％、Mg：5.5％～6.5％、Zn：≤0.2％、Zr：0.02％～0.12％，Er：0.10％～0.25％，余量为Al及不可避免的杂质，焊丝直径为1.2mm。

保护气体：纯度≥99.995％的氩气。

实施例1

一种用于中厚度高强耐蚀铝镁合金的平对接MIG焊接方法，采用平位置将两块铝镁合金中厚板进行MIG焊接，采用对称V型坡口进行双面焊接，坡口角度为单边30°，间隙宽度为2mm；焊接的电压为23.0V，焊接电流为155A，保护气的流量为28L/min；铝镁合金中厚板材的厚度为10mm。在环境温度不小于0℃的常温焊接，焊接工艺参数列于表1。

实施例2

一种用于中厚度高强耐蚀铝镁合金的平对接MIG焊接方法，采用平位置将两块铝镁合金中厚板进行MIG焊接，采用对称V型坡口进行双面焊接，坡口角度为单边28°，间隙宽度为2mm；焊接的电压为23.8V，焊接电流为160A，保护气的流量为30L/min；铝镁合金中厚板材的厚度为10mm。在环境温度不小于0℃的常温焊接，焊接工艺参数列于表1。

实施例3

一种用于中厚度高强耐蚀铝镁合金的平对接MIG焊接方法，采用平位置将两块铝镁合金中厚板进行MIG焊接，采用对称V型坡口进行双面焊接，坡口角度为单边26°，间隙宽度为1.5mm；焊接的电压为23.4V，焊接电流为159A，保护气的流量为25L/min；铝镁合金中厚板材的厚度为8.5mm。在环境温度不小于0℃的常温焊接，焊接工艺参数列于表1。

对比例1

本对比例不完全采用推荐焊接工艺参数。采用平位置将两块铝镁合金中厚板进行MIG焊接，采用对称V型坡口进行双面焊接，坡口角度为单边30°，间隙宽度为2mm；焊接的电压为20.8V，焊接电流为143A，保护气的流量为28L/min；铝镁合金中厚板材的厚度为10mm。在环境温度不小于0℃的常温焊接，焊接工艺参数列于表1。

表1实施例1～3和对比例1焊接工艺参数

按照GB/T2651-2008、GB/T2653-2008对焊接接头进行焊接试件检验，完成拉伸、弯曲性能(接头采用直径为73mm弯芯面弯或背弯180°)检测；按照ASTMG66-99对焊接接头进行剥落腐蚀试验；按照ASTM G67-2018对焊接接头进行晶间腐蚀试验。检测结果如表2所示。

表2实施例1～3和对比例1焊接接头性能

实施例1～3焊接后铝合金焊接接头X射线探伤评级满足NB/T47013中I级标准要求；焊接接头抗拉强度均高于333MPa；焊接接头弯曲性能满足标准要求；焊接接头的晶间腐蚀速率的指标均满足ASTMG67不高于15mg/cm

对比例1中焊接后铝合金焊接接头X射线探伤评级满足NB/T47013中III级标准要求；焊接接头抗拉强度低于333MPa；焊接接头弯曲出现断裂；焊接接头的晶间腐蚀速率的指标满足ASTMG67不高于15mg/cm