新型柔性变极性等离子弧铝合金横焊技术研究

来源：机械工程学报杂志2015年第24期北京时间：

作者：张勤练, 杨春利, 林三宝, 孙世烜, 李占辉, 刘政, 姜玉康, 刘娟, 马建波

单位：1. 哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室 哈尔滨 150001；；2. 首都航天机械公司 北京 100076

摘要：针对中厚板铝合金横向焊接的技术需求和瓶颈问题，开展变极性等离子弧穿孔横焊技术的研究。以8 mm厚铝合金板为研究对象，进行常规变极性等离子弧穿孔横焊试验，发现横焊穿孔熔池很难建立。通过横焊穿孔熔池受力计算、熔化金属流动分析，探究问题产生的原因。推导出熔池背面小孔临界半径与表面张力、电弧力和重力之间的关系式。当受力状态满足关系式时，小孔熔池才能闭合、形成焊缝。依据上述理论，提出柔性变极性等离子弧。该电弧在保证穿孔前提下，通过降低电弧压力，增大小孔临界半径，促进了穿孔熔池的稳定建立。利用该技术实现了8 mm板厚2219铝合金的穿孔横向焊接，接头成形优良。焊前预热和表面氧化膜刮削可大幅度降低横焊接头气孔缺陷。

关键词：穿孔稳定性,电弧压力,横焊,铝合金,柔性电弧；

基金资助：国家自然科学基金资助项目(51475105)