A-TIG焊接簡述

1、.在各種焊接方法中，tig焊是典型的熱傳導型焊接方法，焊接過程平穩(wěn)，焊縫質量良好，焊接操作時工作環(huán)境優(yōu)越，因此得到了廣泛的應用1林三寶，范成磊，楊春利主編高效焊接方法m北京：機械工業(yè)出版社，2011-12:01。但值得注意的是，傳統(tǒng)tig焊接有個較為明顯的弱點，即焊縫熔深較淺、生產效率低，原因是受限于傳統(tǒng)tig焊接鎢極的載流能力。于是如何提高tig焊接的生產效率成為了每一個焊接工作者的奮斗目標。而活性化焊接a-tig焊（activating flux tig welding）正是近幾年興起的這樣一種綠色高效焊接技術，并受到人們越來越多的關注與親睞2袁玉蘭，王惜寶，吳順生，朱東妹活性劑在焊接中的

2、應用及展望n材料導報，2005-08（19-8）?；钚曰附邮前涯撤N組分（單一組分或者混合組分的物質成分）的活性劑涂敷在焊件母材的焊接區(qū)，在與傳統(tǒng)tig焊相同的規(guī)范下進行焊接，焊接熔深將大幅度的提高。傳統(tǒng)tig電弧在進行鋼、鋁合金等材料的焊接時，由于電弧本身的原因，在使用正常規(guī)范焊接參數的情況下，綜合考慮焊縫深寬比以及成形方面的要求，通常單道焊接只能獲得非常小的熔深。這個原因導致傳統(tǒng)tig焊在遇到厚度較大的板材或管材時，如果需要焊縫成形良好，并且背面完全熔透，就需要進行多層焊接，且要在焊接前進行坡口加工。如此，不僅工序復雜，還降低了生產效率。而活性化焊接法就是在這樣的一個時代背景下由前蘇聯(lián)巴頓

3、焊接研究所（pwi）在20世紀60年代中期所提出，80年代初期，該種方法就在各種材料（尤其是鋼、鈦合金）的焊接中取得了良好的結果。活性化焊接的原理實際上是焊前在待焊區(qū)域涂敷某種活性焊劑，焊接過程中在活性焊劑的作用下引起焊接電弧收縮，電弧能量密度增加，電弧力增大，最終導致焊縫熔深增加的一種焊接新工藝3葛小層atig焊接技術的研究與發(fā)展j新技術新工藝熱加工技術,2004(02):38-40。在a-tig焊接工藝中，一般采用i字型坡口，在焊接不銹鋼材料時，其單層焊的熔深相對傳統(tǒng)tig焊接可以增加 23倍左右，對于8mm厚度的304不銹鋼板可以不開坡口一次獲得較大的熔深或一次性焊透4劉鳳堯，林三寶，楊

4、春利，吳林tig焊活性劑對焊縫成形的影響n焊接學報,2002-02(23-1)。對于6mm厚度的6061鋁合金材料的焊接也能取得相對傳統(tǒng)tig焊接較好的結果。這樣使得tig焊接的發(fā)展應用具有很大的優(yōu)勢，不僅可以大大提高生產率，降低生產成本，同時還可以獲得較高質量的焊縫，還使得tig焊接不僅僅局限于薄壁焊接和厚大構建的打底焊接。a-tig焊接技術要點在于活性劑組分的選配。市面上流動的活性劑成分主要分為氧化物、鹵化物。針對不同的焊接母材，活性劑成分也不盡相同。由于專利限制的因素，無法獲得相關材料活性劑成分的配方。于是本文主要針對304不銹鋼和6061鋁合金材料，按正交試驗法選擇出不同活性劑配比最佳

5、的配方進行焊接實驗，驗證不同配比活性劑對焊縫成形的影響。1.2 a-tig焊接應用、發(fā)展現(xiàn)狀及研究由于atig焊可以在獲得良好的焊接接頭的同時，降低生產成本，提高生產效率，獲得巨大的經濟效益，在國內外已用于工業(yè)生產并得到推廣，尤其是在汽車、船舶、電力、化工行業(yè)、航空航天等重要工業(yè)領域。在俄羅斯和烏克蘭，該技術已被廣泛應用于固體火箭發(fā)動機的制造中。俄羅斯也已將該項技術應用于加工焊接核反應堆管子部件、氣體鋼瓶、汽車輪轂和壓力容器等重要工程結構上，并且獲得了很好的經濟效益5王海濤活性焊接法在管子焊接中的應用d蘭州：蘭州理工大學，2009：01-02。同時英、美、日等國家對atig焊技術的研究開發(fā)也給

6、予了高度重視。美國的愛迪生焊接研究所(ewi)與海軍連接中心(njc)在短短幾年內研制出適用于碳鋼、不銹鋼以及鎳基合金的活性焊劑配方，并且正在加緊研究適用于鋁合金及鈦合金的活性焊劑6葛小層試論atig焊接技術的研究與發(fā)展j焊接技術，2003，32（3）：18-19。英國和日本的目標是研究和開發(fā)焊接熔深更大、生產效率更高、性能更優(yōu)、適合各種材料(特別是鈦材料、高鎳合金及銅一鎳合金)焊接的活性焊劑涂層材料6。目前，國內活性化焊接只是處在起步階段，而在國外活性劑已經有了比較成熟的應用，但由于技術保密性和重要性，幾乎無法在公開出版物上查詢到相關活性劑配方，即使有也漏掉了一些關鍵的因素?，F(xiàn)在市面上常用的

7、活性劑成分主要有氧化物、鹵化物兩大類。針對不同的材料，選用的活性劑成分不盡相同。下面介紹一些常用材料的a-tig焊的開發(fā)和應用。不銹鋼從現(xiàn)有的資料表明不銹鋼的活性化焊接的活性劑主要成分為氧化物。pwi給出了fs-71活性劑參考成分（質量分數）為sio2(57.3%)、naf(6.4%)、tio2(13.6%)、ti(13.6%)和cr2o3(9.1%)；美國專利5804792給出了參考成分（質量分數）為tio或tio2(50%)、cr2o3(40%)以及sio2(10%)。從大多數研究人員的實驗結果可以看出，氧化物和鹵化物都可以增加焊縫的熔深，但增加的程度不一樣，對于不銹鋼來說，氧化物作用效果

8、更為明顯。鈦合金鈦合金在進行a-tig焊接的時候，由于它在高溫環(huán)境下對氧元素敏感，所以它的活性劑主要成分為鹵化物。哈爾濱工業(yè)大學利用自行研制的鈦合金活性劑焊接了5mm厚度的ti31鈦合金管道對接環(huán)縫，相對傳統(tǒng)tig焊接熔寬變窄，熔深增加。pwi研制的鈦合金焊接活性劑已經用于航空發(fā)動機鈦合金的焊接中。另外，在進行實驗的時候還發(fā)現(xiàn)，活性劑還可以消除鈦合金傳統(tǒng)tig焊接時候產生的氫氣孔，還有良好的凈化焊縫氧含量的作用。鋁合金鋁合金活性化焊接，可有效地使鋁合金焊縫熔深增加。構成鋁合金的活性化焊劑通常可分為氧化物和鹵化物兩類。另外，不同化學試劑物理化學性質不同，作為焊劑組分所起到的作用也不同，同時不同配

9、比對工藝性能也有重要影響7張學軍，李艷，張文揚，李小飛鋁合金活性焊劑研究j焊接，2012，(7)：38 -42。甘肅工業(yè)大學黃勇等進行了sio2、a12o3、mno2、tio2、cr2o3、b2o3、v2o3、mgo、fe2o3、nacl、caf2、srcl2等常見氧化物和鹵化物的鋁合金(lf21)交流a-tig焊，研究了單一組分活性劑對焊縫熔深的影響8黃勇，樊丁鋁合金交流atig焊熔深增加機理的研究導電通道電阻對焊縫熔深的影響j焊接，2003，(4)：9 -11。實驗結果表明，有的活性劑在一定程度上能增加lj21鋁合金焊縫熔深，有的反而使熔深減小。氧化物中sio2增加熔深效果最好，cr2o3、b2o3、v2o3次之，mno2、a12o3。使熔深減小。鹵化物中caf2使焊縫熔深增加，nacl、srcl：使焊縫熔深減小。另外，鹵化物增加焊縫熔深的效果沒有氧化物的效果好。鎳基合金鎳基合金焊接活性劑的主要成分為氧化物，也有的活性劑采用鹵化物成分。ewi在2000年前后開發(fā)了用于鎳基合金a-tig焊的活性劑，并在工業(yè)企業(yè)中進行了試用9劉鵬，鄭惠錦，陳家本活性劑焊接技術的研究現(xiàn)狀r上海：上海船舶工藝研究所，2012-10-21。其研制活性劑主要針對鎳基合金alloy600