5083铝合金中厚板变极性等离子弧立焊工艺试验

■ 苏太举

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1. 概述

目前，国内输变电用高压电器设备的外壳均采用铝合金，其重量轻，壳体温升几乎不受通流的影响，防腐性能高；但铝合金壳体强度小，所以厚度比传统的钢制壳体大1～2倍；其内充SF6气体，工作压力一般在0.5MPa左右，焊缝质量要求X探伤II级合格，超声波检测I级合格。传统铝合金焊接多采用TIG焊、MIG焊，其熔深浅，生产效率低， 适合于铝合金薄板的焊接；变极性等离子弧焊弧柱挺度好，热量集中，熔深较大，焊接厚度大，减少对厚大铝合金的多层道焊，且焊接过程中通过阴极雾化作用能够同时清理焊缝正面、钝边、背面氧化膜，清除焊缝杂质，保证焊缝内在质量。故此本文通过一系列焊接试验，证明采用变极性等离子弧立焊中厚板铝合金的可行性，且在保证焊接质量的前提下，制定出一套成熟的焊接工艺应用于生产实际。

2. 试验方法及材料、设备选用

试验选用艾美特双逆变变极性等离子焊接系统施焊，电源VPC-450；试板16mm厚5083铝合金板；焊丝ER5356，φ1.6mm；保护气体选用50%Ar+50%He混合气体。焊后对焊接试板进行X探伤检查、超声波检查及力学性能分析，研究此种焊接方法的优缺点及适应性，总结出一套成熟的焊接工艺参数，指导中厚板铝合金壳体的焊接。母材和焊丝的化学成分如表1所示，母材力学性能如表2所示。

3. 试板接头及坡口形式

试板采用对接I形坡口，对接角度约0°，对接间隙0～2mm，具体结构如图1所示。

图1 接头及坡口形式

表1 5083铝合金母材及ER5356焊丝化学成分（质量分……