减少薄壁铝合金焊缝气孔的自动TIG焊接方法与流程

本发明属于铝合金焊接，具体涉及一种减少薄壁铝合金焊缝气孔的自动tig焊接方法。

背景技术：

1、随着工业智能制造的发展，自动焊接技术在企业运用逐渐增多。对于铝合金材料的压力容器，焊缝质量要求较高，焊缝中出现的大气孔、密集气孔、链状气孔会在焊缝内部形成应力集中从而降低焊缝的承载面积，这种情况对焊缝的静载破坏及疲劳性能影响较大。因此，想要提高铝合金产品自动焊接的焊缝质量，焊缝气孔的控制是一个关键点。

2、氢是铝合金熔焊时产生气孔的主要原因，氢溶入时间、氢析出时间、氢溶入量决定了产生气孔的量。一方面，氢来源于弧柱周围的气体环境中的水分、焊接材料以及母材所吸附的水分，其中焊丝及母材表面氧化膜的吸附水分是重要来源。另一方面，工艺控制对氢的影响也很重要，例如工艺控制中的焊接参数选择，焊接参数的影响可归结为对熔池高温存在时间的影响，也就是对氢溶入时间和氢析出时间的影响。熔池高温存在时间增长，有利于氢的逸出，但也有利于氢的溶入；反之，熔池高温存在时间减少，可减少氢的溶入，但也不利于氢的逸出。焊接参数不当时，造成氢的溶入量多而又不利于逸出时，气孔倾向势必增大。

技术实现思路

1、针对背景技术中存在的问题，本发明旨在提供一种减少薄壁铝合金焊缝气孔的自动tig焊接方法，以减少铝合金自动tig焊时焊缝内部的气孔问题。

2、为解决上述问题，本发明采用了如下的技术方案：

3、减少薄壁铝合金焊缝气孔的自动tig焊接方法，包括以下步骤：

4、步骤一，对铝合金零件表面依次进行酸洗、碱洗和烘干；

5、步骤二，将铝合金零件进行装配、夹紧；

6、步骤三，调整钨极端部形态，以及钨极到焊枪瓷嘴之间的钨极干伸长；

7、步骤四，调整焊丝与钨极之间的送丝角度，以及焊丝端部到钨极端部之间的垂直距离；

8、步骤五，以焊丝的直径作为比较基准，调整焊丝到待焊工件的距离，使得熔化的焊丝端部贴着待焊工件进入熔池的边部，避免焊丝熔化后以熔滴状态滴落并进入熔池内部，消除熔滴滴落对熔池造成的冲击力，进而消除熔滴冲击力对气孔排出的影响，标定激光视觉的识别位置，编制焊接程序；

9、步骤六，调整焊接参数，焊接参数包括脉冲电流比例和氩气流量，其中脉冲电流比例所选范围（例如脉冲电流比例取30%～65%）应保证熔池在低电流阶段不凝固，氩气流量应保证气流的流出表现为层流；

10、步骤七，启动tig自动焊接程序，实施焊缝位置的激光视觉识别并进行焊接。

11、进一步，所述步骤一中，铝合金零件的厚度为2～4mm。

12、作为一种方案，所述步骤三中，调整钨极端部的形态为表面光滑的球形，且球形表面为银白色。

13、作为一种方案，所述步骤三中，钨极干伸长的取值范围为3～6mm。

14、作为一种方案，所述步骤四中，送丝角度的取值范围为60°～80°。

15、作为一种方案，所述步骤四中，先将焊丝端部送到钨极的正下方，再通过调整焊丝高度控制到钨极端部之间的垂直距离。

16、作为一种方案，所述步骤五中，焊丝到待焊工件的距离不超过焊丝直径的1.2倍。

17、作为一种方案，所述步骤六中，焊接参数还包括脉冲频率、脉宽比和焊接速度。

18、作为一种方案，所述脉冲频率为1～2hz，脉宽比为33%，焊接速度为150～210mm/min。

19、作为一种方案，所述步骤七中，激光视觉识别时应保证可识别的焊接间隙不低于0.02mm。

20、与现有技术相比，本发明通过焊前酸洗除油以及设计合理的自动tig焊工艺流程方法，从而减少铝合金自动焊时焊缝内部的气孔产生。

21、与现有技术相比，本发明还具备以下特点：

22、（1）在tig焊接之前对铝合金零件（这里的铝合金零件适用于所有结构形式的铝合金，并不局限于铝合金板材）进行酸洗，目的是去除氧化膜，酸洗之后会进行碱洗，综合氢；

23、（2）明确了钨极、焊丝、待焊工件自身的外形特点以及两两之间的空间位置、尺寸关系，包括钨极的端部形态、钨极干伸长、送丝角度、焊丝端部到钨极端部之间垂直距离、焊丝到待焊工件的距离与焊丝直径的关系，形成了确定的自动tig焊接调节流程；

24、（3）明确了焊接参数中脉冲电流比例和氩气流量的调节目标。

技术特征：

1.减少薄壁铝合金焊缝气孔的自动tig焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的减少薄壁铝合金焊缝气孔的自动tig焊接方法，其特征在于：所述步骤一中，铝合金零件的厚度为2～4mm。

3.根据权利要求1所述的减少薄壁铝合金焊缝气孔的自动tig焊接方法，其特征在于：所述步骤三中，调整钨极（3）端部的形态为表面光滑的球形，且球形表面为银白色。

4.根据权利要求1所述的减少薄壁铝合金焊缝气孔的自动tig焊接方法，其特征在于：所述步骤三中，钨极干伸长（6）的取值范围为3～6mm。

5.根据权利要求1所述的减少薄壁铝合金焊缝气孔的自动tig焊接方法，其特征在于：所述步骤四中，送丝角度的取值范围为60°～80°。

6.根据权利要求1所述的减少薄壁铝合金焊缝气孔的自动tig焊接方法，其特征在于：所述步骤四中，先将焊丝（4）端部送到钨极（3）的正下方，再通过调整焊丝（4）高度控制到钨极（3）端部之间的垂直距离。

7.根据权利要求1所述的减少薄壁铝合金焊缝气孔的自动tig焊接方法，其特征在于：所述步骤五中，焊丝到待焊工件的距离（9）不超过焊丝直径的1.2倍。

8.根据权利要求1所述的减少薄壁铝合金焊缝气孔的自动tig焊接方法，其特征在于：所述步骤六中，焊接参数还包括脉冲频率、脉宽比和焊接速度。

9.根据权利要求8所述的减少薄壁铝合金焊缝气孔的自动tig焊接方法，其特征在于：所述脉冲频率为1～2hz，脉宽比为33%，焊接速度为150～210mm/min。

10.根据权利要求1所述的减少薄壁铝合金焊缝气孔的自动tig焊接方法，其特征在于：所述步骤七中，激光视觉识别时应保证可识别的焊接间隙不低于0.02mm。

技术总结本发明公开了一种减少薄壁铝合金焊缝气孔的自动TIG焊接方法，属于焊接技术领域。焊接方法包括依次进行的以下步骤：对铝合金零件表面进行酸洗、碱洗和烘干；将铝合金零件进行装配、夹紧；调整焊钨极端部形态与钨极干伸长；调整送丝角度及焊丝端部到钨极端部之间的垂直距离；以焊丝的直径作为比较基准，调整焊丝到待焊工件的距离，标定激光视觉的识别位置，编制焊接程序；调整焊接参数；启动程序，实施焊缝位置的激光视觉识别并进行焊接。本发明能够有效减少铝合金自动TIG焊时焊缝内部的气孔问题。技术研发人员：肖笛,吴长洪,闫育超,樊红林,韦正晗,朱海涛,张银受保护的技术使用者：贵州永红航空机械有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/8/1