鋁合金因具有比重小、比強(qiáng)度大、耐海水腐蝕性好、無(wú)磁性、低溫性能好等優(yōu)點(diǎn)，在航空、航天、汽車、機(jī)械制造、船舶及化學(xué)工業(yè)中已大量應(yīng)用，對(duì)鋁合金焊接結(jié)構(gòu)件的需求也日益增多，然而鋁合金焊接工藝中存在氣孔多、焊接變形大、效率低等問(wèn)題仍制約了鋁合金在關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。

　　近期，省科學(xué)院中烏焊接所高能束流研發(fā)中心科研人員基于中烏國(guó)際科技合作基礎(chǔ)，開展中厚板鋁合金高效等離子焊接技術(shù)研究，采用等離子-MIG復(fù)合焊接和變極性等離子焊接方法，解決了鋁合金焊接的缺陷問(wèn)題，與傳統(tǒng)的焊接方法相比，其抗腐蝕性能和疲勞性能有了明顯提高，有望擴(kuò)大該技術(shù)在船舶、航空等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。

　　通過(guò)采用等離子-MIG同軸復(fù)合焊接5083鋁合金改善焊接接頭的組織和耐蝕性能，通過(guò)電化學(xué)阻抗譜（EIS）測(cè)試分析，結(jié)果表明焊接接頭抗腐蝕性能沒(méi)有下降，接頭的Nyquist圖比一般材料的Nyquist圖復(fù)雜，表現(xiàn)為兩個(gè)相連的半圓形，模擬分析獲得系統(tǒng)包含兩個(gè)R-C并聯(lián)電路和兩個(gè)時(shí)間常數(shù)。焊縫金屬的電阻值比母材金屬電阻值高，抗腐蝕性更好，線性極化（LP）和電化學(xué)阻抗譜（EIS）曲線試驗(yàn)結(jié)果一致。分析認(rèn)為采用同軸等離子體和MIG電弧作為熱源，焊絲和MIG電弧被等離子弧包圍，可使熔滴過(guò)渡和熔滴熱向母材的轉(zhuǎn)變更容易控制，不僅具有等離子與MIG焊接的協(xié)同作用，優(yōu)化了焊接接頭組織和提高了抗腐蝕性能，而且具有較高的焊接效率。該研究進(jìn)展為鋁合金在海洋工程領(lǐng)域的應(yīng)用提供了技術(shù)儲(chǔ)備及理論基礎(chǔ)。

　　通過(guò)優(yōu)化變極性等離子焊接5083鋁合金工藝改善焊接接頭成型與疲勞性能，結(jié)果表明與傳統(tǒng)的鎢極惰性氣體焊接接頭相比，變極性等離子焊接接頭具有較高的耐久極限（141 MPa），分析認(rèn)為焊接過(guò)程中形成的小孔和變電流方式分別是保證鋁合金焊縫深度熔透和提高焊縫質(zhì)量的關(guān)鍵。焊縫區(qū)顯微硬度總體上變化不大，但出現(xiàn)局部軟化和層狀分布，分散相(Mg2Al3)和第二相(Fe, Mn) Al6在不同區(qū)域的顆粒大小、形狀和分布不同，對(duì)接頭的性能有顯著影響，該研究進(jìn)展為鋁合金在長(zhǎng)時(shí)間服役條件的應(yīng)用環(huán)境提供了技術(shù)儲(chǔ)備及理論基礎(chǔ)。

　　以上研究成果分別以“Microstructure and fatigue behavior of variable polarity plasma arc welded Al-6.2Mg alloys”和“Microstructure and corrosion resistance of Al5083 alloy hybrid plasma-MIG welds”為題發(fā)表在材料科學(xué)領(lǐng)域TOP期刊《Journal of Materials Processing Technology》（JCR一區(qū)）。該研究工作得到廣東省科技專項(xiàng)、廣東省科學(xué)院科技專項(xiàng)等項(xiàng)目的支持。

　　（省科學(xué)院中烏焊接所 蔡得濤/供稿）