如何进行5A02(LF2)铝镁合金薄板的TIG焊和激光焊

    (1)工况  SA02( LF2)铝镁合金因其优良的延展性、耐蚀性和焊接性，被广泛应用于汽车车身的薄壁构件中，用以取代钢材。车用5A02( LF2)铝镁合金供货状态为T4，即空冷+自然时效处理状态，厚1. 2mm、2mm和3mm，化学成分见表8-42。要求焊接变形小，接头性能应符合要求。

    表8-42    母材及焊丝化学成分（质量分数，%）

   (2)焊接试验  进行了规格为100mm×250mm，厚1.2mm试件的自动TIG焊和CO2激光焊，厚2mm和3mm试件的TIG焊试验。试件均以专用夹具装卡固定，不作定位焊，不留间隙，接头错边小于0. 2mm，背面衬水冷带成形槽铜垫板。厚1.2mm试件为不填丝自熔焊，但激光焊时须在焊缝添加铝粉。厚2mm和3mm的试件选用牌号为ER5556和ER4043，直径2~ 3mm焊丝作为填充金属，其化学成分见表8-42。经试焊，得到的实用焊接参数见表8-43和表8-44。

    表8-43    δ1.2mm 5A02板对接CO2激光焊参数

    注：焊缝处须涂吸光剂。

    表8-44    δ1.2mm、δ2mm、83mm 5A02板对接自动TIG焊焊接参数

   (3)结果分析

   1)接头硬度：经测试，试件接头硬度分布如图8-29所示，两种焊接方法的焊缝硬度都较低，热影响区的硬度则呈梯度变化，其中接头软化区LBW窄于TIG。硬度最低值出现在过热区，仅母材的65%左右，成为整个接头承载的薄弱环节。

    图8-29    试件接头的硬度分布

   1-LBW焊焊接接头2-TIG焊焊接接头

   2)接头组织和力学性能：金相检验表明，LBW焊的接头组织远比TIG焊接头均匀细密，热影响区的宽度也小得多，显然系TIG焊热输人大而电弧能量密度又较低之故。二者在熔合线附近均有晶粒严重长大倾向，且有气孔存在，故该区力学性能也较差。接头拉伸试验所测定的应力一应变曲线如图8-30所示，两者接头强度都低于母材，但LBW焊的接头综合力学性能要优于TIG焊。

    图8-30    试件母材和接头的应力-应变曲线

   a)母材和LBW焊接头b）母材和TIG焊接头

   LBW焊条件：激光功率1.6kW，焊速1.2m/min

   TIG焊条件：电流45A，弧长2mm，焊速120mm/min，氩气流量15L/min曲线a、b-母材应力-应变曲线  曲线c、d、e-不同焊接参数的TIG焊应变曲线

   3)结论：①无论采用LBW焊或TIG焊，接头强度都低于母材，焊缝组织皆呈粗大柱状晶特征，尤其熔合线附近晶粒显著长大，且硬度较低，是整个接头承载的薄弱环节；②LBW焊的主要缺陷是其气孔倾向，加强接头区的清理和保护，有助于改善接头质量；③LBW焊的接头综合力学性能优于TIG焊，故如条件许可，对此类薄壁结构应优选LBW焊。

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