摘要：铝合金材料在车体结构中具有非常广泛的应用，其优良的性能和轻便的质量使其成为未来很长一段时间内的主流材料。在对铝合金厚板进行对接自动焊的过程中，由于焊接工艺和焊接参数设置问题，导致极易发生未熔合缺陷。本文针对该缺陷问题，结合具体实例，就焊接工艺进行了优化，从而保证了焊接质量和性能。
关键词：铝合金厚板；对接自动焊；焊接工艺优化
随着现代先进科学技术的发展，各种合成材料层出不穷，在性能和成本方面，很多合成材料都具有比较显著的应用优势。尤其是铝合金材料，性价比非常高，在建筑装修、车辆等行业具有非常广泛的应用。铝合金材料具有很好的导热导电性、抗腐蚀性以及塑性，而且强度很高，密度小，质量轻便，广受人们的青睐。在轨道车体生产过程中，铝合金已经成为生产行业的首选，绝大多数车辆生产企业都使用铝合金作为车体型材和板材的原材料，在强度、焊接性能以及热挤压成型方面都具有非常优异的表现。焊接是铝合金厚板的主要连接形式，在应用过程中要特别注意焊接质量的管控，不断优化焊接工艺。
1.铝合金厚板对接自动焊概述
在对铝合金材质的车体中的铝合金厚板进行焊接工艺选择和操作时，对接自动焊与其他焊接形式相比，在焊接质量和焊接效率方面，都具有非常显著的优势。与此同时，自动焊接过程不会产生太多的污染，能够优化焊接人员的工作环境，同时大大减轻焊接人员的劳动强度。因此，自动焊已经成为焊接车体铝合金部件的主要方法。在使用自动焊对铝合金厚板进行焊接的时候，多层多道MG焊的应用己经比较成熟，但是在具体焊接过程，仍然还存在一些问题。因为进行焊接的时候，要对焊缝进行大量的填充，填充过程热量大量输入铝合金材料中，所以很难对铝合金厚板的变形情况进行有效控制。针对这一现状，目前很多企业都是将机械手应用在铝合金厚板的焊接中，从而实现全自动化的焊接过程，对输入到每一个焊缝中的热量进行精确的控制，最终使焊接接头的整体热输入量得到有效的降低，实现控制铝合金厚板变形的目的。为了保证铝合金厚板自动焊的焊接质量和焊缝性能，对于具体焊接工艺参数，也要进行科学合理的设计选择。为了提高铝合金厚板焊接过程中的熔敷效率，就要对焊丝的填入量进行增加，盘状的1.6毫米直径的焊丝的应用，具有非常明显的作用。除此之外，这一尺寸焊丝的使用还可以使焊缝中的层道数减少，对于第一道焊缝而言，其受热次数和输入热量也会随之有效降低，进而实现对于焊接过程最大应力值以及累计变形量的有效控制，减少铝合金厚板在自动焊过程中的变形量。
2.铝合金厚板对接自动焊焊接工艺现状分析
2.1铝合金厚板对接自动焊中的常见问题
双面的V形焊缝是铝合金厚板进行多层多道MIG焊时的焊接结构类型，进行焊接时，首先要对焊缝正面进行焊接操作，然后背部清根。进行焊缝反面位置的焊接之前，必须要确认渣根的渗透检测结果符合质量要求之后，才能开始焊接操作。完成所有的焊接操作之后，要对焊缝的质量性能进行一系列的检测，首先要肉眼对焊缝的外观进行检测，符合相关质量要求之后，再对焊缝的表面进行渗透检测以及射线探伤。通过射线探伤检测，能够在不破坏焊缝结构完整性的情况下，确认焊缝内部的结构和性能状况。
在对铝合金厚板的对接自动焊焊缝进行射线探伤时，经常会出现线性显示的情况，综合焊缝的RT底片以及实际宽度，可以确认这一焊缝缺陷大多发生在侧壁位置。为了确定这一焊缝缺陷的具体种类，对焊缝的侧壁位置取样进行宏观金相的观察，最终确定是焊缝侧壁位置的未熔合缺陷。
2.2未熔合缺陷产生原因分析
铝合金厚板对接自动焊焊缝中出现未熔合缺陷的原因是多方面的。首先，在进行焊接的时候，如果对不同焊缝层的温度或者预热温度缺乏控制，就会引发焊缝侧壁未熔合的缺陷问题。其次，如果焊接人员没有对坡口位置的母材和不同焊缝层之间进行杂物灰尘的清理，导致上述位置存在脏污现象，很容易导致未熔合缺陷。然后，焊接操作过程中，如果焊枪的倾斜角度过大或过小，以及弧长太长，都会导致焊缝上不同位置受到的电弧热存在较大的差异性，对于电弧热比较小的焊缝位置，极易出现未熔合缺陷。最后，如果焊接过程中，焊缝接收到的热量太低，就会出现未熔合缺陷，这一现象的出现主要是因为焊接之前设置的焊接参数与实际情况不符。
3铝合金厚板对接自动焊焊接工艺的优化
3.1优化案例背景
综合上述可能导致焊缝侧壁位置未熔合缺陷的原因，再结合铝合金厚板的材料特性以及焊接接头的结构，对目前应用的铝合金厚板对接自动焊焊接工艺可以进行有效的优化，提高铝合金厚板对接自动焊的焊缝质量和性能。以牌号为6005A、厚度为25毫米的铝合金厚板的多层多道MIG焊接为例，进行对接自动焊接工艺的优化。焊缝坡口和母材过渡平齐，使用ER5087型号的填充材料，盘状焊丝的直径选用16毫米，使用三元气作为焊接过程中的保护气体。先对焊缝正面进行三层五道的焊接，焊缝的背部清根之后，使用PT探伤之后无问题，再进行反面焊缝的四层七道焊接操作，所有焊接操作完成之后，发现第七道和第二道的焊缝侧壁，即填充层发生了未熔合缺陷。
3.2焊接工艺的优化
对于未熔合缺陷的改善优化，主要从两方面进行。一是对填充层的道数进行减少，将正装盖面层中原本的三道焊接改为两道焊接，其他道数不作变动，是对焊接参数进行一定的优化调整。由于填充层位置的坡口太宽，要降低焊缝的宽度和熔池的深度。为此，要在进行焊缝正面和反面的焊接操作时，增大焊接电弧的电压，同时将焊枪的前倾角进行适当的加大。根据上述优化参数进行焊接时，会出现指状熔深的问题，由于电弧在坡口和打底焊道的尖角处很难发挥有效的作用，熔化金属被覆盖，最终引发了未熔合缺陷。对此，需要对焊接工艺方案重新进行优化调整，首先，在填充第一层焊缝的时候，进行两道填充，并在焊接过程中对焊丝的指向进行合理的调整，令焊道尖角处实现高质量的融合。其次，在对打底层进行焊接的时候，对脉冲频率和焊接速度要进行适当的减慢，加大焊缝的高度与厚度，与此同时，第三层焊缝需要采用与上述调节方向相反的参数。综上，尖角和未融合缺陷就能够被有效加以规避。
4.结束语
铝合金厚板对接焊焊接质量关系着整体结构的质量和使用性能，在实际焊接过程中，必须根据实际情况，全面考虑，采取合理的焊接工艺和焊接参数，保证焊缝质量性能。
参考文献
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