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船用铝合金旁路等离子--MIG复合焊接工艺机理研究
| 论文题名： | 船用铝合金旁路等离子--MIG复合焊接工艺机理研究 |
| 关键词： | 船舶建造;铝合金;等离子焊;熔化极惰性气体保护焊;焊缝形貌 |
| 摘要： | 近年来，随着科学技术与工业水平的飞速发展，传统制造业不断的转型升级，船舶制造业同样向着结构轻量化、绿色环保、节能减排等方向发展，其中结构轻量化是船舶制造业迈向绿色制造的关键。传统的船舶建造材料由于自身的特性限制，难以满足结构轻量化等要求，因此，像铝合金等高性能高质量的建造材料越来越广泛的被应用于船舶结构建造中。铝合金弹性模量小、强度高、耐腐蚀性能好、易加工等优点可以满足船舶建造的需求。铝合金的应用必然涉及到铝合金的焊接问题，传统MIG焊接铝合金时无法兼顾高效、精密与高质量，导致铝合金难以在船舶建造中广泛应用，因此，开发新的高效、高质量的焊接工艺可以促进铝合金在船舶领域的应用，提高生产效率与船舶建造质量，促进行业发展。 针对铝合金传统焊接工艺的不足，本文采用了旁路等离子-MIG复合焊焊接工艺，该工艺结合了MIG焊的效率高、等离子弧的拘束以及旁路分流降低热输入等技术优势，能实现高质量、高精密的焊接。本文采用旁路等离子-MIG复合焊对5mm厚5083铝合金进行堆焊与对接试验，正交分析了不同焊接参数对焊缝宏观形貌的影响规律，对焊缝接头进行了力学性能测试与气孔缺陷检测，分析了耦合电弧物理特性与耦合电弧作用下的熔滴过渡模式。对比传统MIG焊与等离子拘束MIG焊分析了旁路等离子-MIG复合焊的工艺优越性。 试验结果表明，在最优焊接参数下，可实现5mm厚5083铝合金的高质量焊接，对比接头强度发现对接接头强度较高，接头平均抗拉强度289MPa，达到母材强度的90％以上，断裂方式为韧性断裂，焊缝孔隙率不到0.1％。焊接过程中，耦合电弧形态稳定，对焊缝熔池的电弧压力分布均匀，熔滴过渡模式为短路过渡与射滴过渡，射滴过渡模式下焊接过程稳定，焊缝成形较好。 |
| 作者： | 魏超 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 苗玉刚;封小松 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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