文摘

铝及其合金发挥重要作用在工程材料的应用程序由于其低重量比和优越的耐蚀性。铝合金的焊接是挑战传统弧焊过程正常。本研究试图解决这些问题的钨极惰性气体焊过程。钨极惰性气体保护电弧焊方法是一个简单的、友好的过程进行焊接。广泛适用的锻铝AA8006合金,不考虑惰性气体保护钨极电弧焊在早先的研究中,被认为是在这个调查。优化实验的数量,田口实验设计的l₉正交数组类型实验设计/计划是受雇于考虑焊接速度等主要工艺参数影响,基极电流,峰值电流在三个层次。焊接样品包括调查机械特征表面硬度和优势站拉伸和冲击荷载。机械特性的调查结果永久联合AA8006铝合金钨极惰性气体保护电弧焊进行统计分析和讨论。3 d profilometric tensile-tested标本进行调查,并根据结果他们建议优化工艺参数调查。

1。介绍

在最近的趋势,铝合金被广泛应用在各种工作领域,施工简单,马车,和海洋和先进航空航天应用程序(如机翼部分,等。宏伟的性能将被用来制造轻量级容器金属板工作。铝合金通常在相同的光;他们将高强度和灵活的性质的。良好的耐蚀性和优良的耐磨性是铝合金拥有。的永久和刚性加入铝合金进行了通过焊接过程;在正常的焊接过程中,铝合金的整合是具有挑战性的。如今,铝合金焊接简单使用惰性气体保护钨极电弧焊对各种试样的厚度。相对惰性气体保护钨极电弧焊过程收益率高质量的焊接接头(较小的缺陷),容易和快于弧焊。钨极惰性气体保护电弧焊过程中的显微结构的颗粒强度提高,并指出在机械强度分析。获得高质量的焊接相比,另一个焊接过程。 It is an added advantage in the TIG welding process.

铝的混合属性非常困难找到我们的世界:轻量级的,非常强大,非常的可塑性,不反应的。它是地球上最轻的金属,异常可弯曲和防锈的薄薄的一层铬表面和同样强大。它不吸引各种类型的金属(一些less-ferromagnetic金属除外),使其无效作为一个神奇的导体(1]。摩擦焊接,也因为焊件生成低热量,意味着保持较低的残余应力。姑娘的横向力(也称为横向或横向摩擦力)是用于压力测量2]Dengkui et al。3)表明,材料的力学性能改变了应用程序不同的几何形状。作者研究和报道,焊接接头焊缝宽度等特征穿透深度,强化过程概要文件可以实现它。机械性能的改变,和增强的强度也得到了。从这项研究中,WZ和PMZ硬度值下降,削弱关节和机械性能。Aravind和丹尼尔•达斯(4]建议的最大焊接强度达到使用工艺参数(电流、焊接速度和焊接时间)达到最优抗拉强度为130.27 MPa。信噪比也指出,以确保最大的焊接强度。Ramandeep et al。5]显示焊接电流提高了焊缝的硬度。对于他们的研究,焊接试样的属性是影响焊接缺陷如孔隙度,降低其抗拉强度。Gurmeet et al。6实验的比较分析了TIG焊和FSW过程理解基础材料的冶金性能和焊接区。进一步研究发现TIG焊接接头的硬度,相比其他焊接接头。Lakshman et al。7)建议TIG-welded铝合金提供最大抗拉强度影响最优焊接速度等工艺参数,气体流速和焊接电流。在这项研究中,他们建议post-heat-treatment过程中更好的结果,即使使用不同的材料。Ji-Kun et al。8)2219年铝合金钨极惰性气体保护电弧焊进行。它证明了硬度和强度的增强属性发生在焊后热处理过程。他们还总结称,较高的延伸率和冲击韧性可以通过实施焊后热处理。Temmar et al。9]所述AA7075焊接接头的抗拉强度增加了应用焊后老化行为。AA7075-welded关节,显著影响减少能量的影响。

Adalarasan et al。10)报道,6061铝合金焊接的钨极惰性气体保护电弧焊过程中,最佳的工艺参数为24 V, 180安培,110毫米/分钟焊接速度和气流的速度12 l / min。他们还评估焊接电流通过方差分析和考虑的重大贡献的主要控制参数。Sethuraman et al。11]研究了峰值电流的优化参数(130、150和170安培),基准电压(20、25、30安培),和气体压力(4、5、6公斤/厘米²AA6063)钨极惰性气体保护电弧焊。发现了每个参数的影响,这是最合适的一个借助方差分析和回归分析。Shanavas et al。12]分析了获得最合适的参数,比如180安培,100毫米/分钟焊接速度和惰性气体浮子11 l / m。他们还得出结论,获得了优越的抗拉强度比其他关节。最好的搜索,可焊性研究铝AA8006合金TIG方法没有在文献中报道。关节也变得更加容易疲劳,使铝2219焊接比最初认为的更加困难。研究人员已经开发出一系列机制来处理这些约束将交流TIG(解决一切焊接)、VPT(验证每一个参数)和等离子体解决方案开发VPT(治愈可能性的解决所有的问题)。尽管如此,没有解决不稳定/不一致和AC的焊接工艺技术,循环,它不再是一个问题。为了使用变极性等离子焊接设备,必须创建一个焊点,成功。High-perforge层必须用于焊接大张铝的工作,需要和大量的热量。尽管是小比平常的交流TIG过程,当前使用仍然很高(13- - - - - -16]。AA6061和AA7075比较TIG焊和残余应力表明,纵向残余应力大于导线焊接接头的残余应力(17]。方面的比较调查传热和残余应力没有正确分析了文学。残余应力和传热影响焊接质量的开始和结束的关节。在薄板焊接,分析案例中发现,增加主轴旋转的搅拌摩擦焊接接头的抗拉强度增加最初下降一定程度后。焊接接头的显微硬度由三层(即测量。、顶部、中部和底部)。结合的上层有更高程度的再结晶和动态恢复。较低的层的机械作用下工具销强烈搅拌,这样每一层联合销售的各种力学性能(18]。AA2024被成功地应用新的TIG焊接方法βFSP改善TIG-welded接头的力学性能。他们发现TIG焊接接头缺陷和疏完全减少FSP方法和焊接接头的微观组织和力学性能增加了使用FSP;它已经改变19有效)。使用FSP TIG-welded联合,延性和抗拉强度的焊接接头AA5083-H112 FSP和TIG改善(20.]。本研究集中在改善力学性能和焊接残余应力分布的铝AA8006合金钨极惰性气体保护电弧焊方法和优化工艺参数获取焊缝质量。

2。材料和方法

2.1。材料

在这项工作中,商用8006铝合金板与字符所需的维板形式购买。在焊接之前,笨重AA8006板块进一步削减为150×50×3毫米EDM电火花。此外,它可以完成研磨和抛光过程(21]。在这项研究中,铝合金8000系列调查机械性能。AA8006称为形变合金。这种类型的合金,通常有优秀的自然腐蚀预测和有增强抵抗,也拥有高强度(22]。可以在箔自然因其高强度和优良的成形性。它可以用在食品包装行业,医疗设备制造业等。这次调查3毫米厚AA8006铝合金板用于实验。表1和2现在AA8006的化学成分和机械性能,分别。

2.2。田口实验的设计

通常铝合金焊接接头进行实验根据田口方法,因为田口方法减少了试验并给出最优结果的数量以最小的时间和成本(23- - - - - -26]。实验设计(DOE)研究通过田口正交数组(OA)的方法是改善与不同层次的影响过程的工艺参数(27]。在这个研究l₉正交阵列是首选的实验和优化参数。通常,正交阵列(OA)自由度高于的总自由度参数(28]。

2.3。信噪比和方差分析

在这个调查,一款统计软件实现18检查每个控制因素的数据,这是意味着评估和S / N比率(29日- - - - - -31日]。所有的物品,平均反应,也象征着信号。执行偏差的计算从临床实验的输出噪声。根据焊缝的强度升高的必要性研究,S / N比设置为“大越好”最大化输出,和方程评价 在哪里y表示经验数据和吗n称为试验的数量。

所有的钨极惰性气体保护电弧焊参数的影响的响应(抗拉强度、冲击强度和硬度)是通过统计方法确定32- - - - - -34]。每个因素的贡献百分比是基于精确的水平的信心,和方差分析结果清楚显示响应的输出。

3所示。实验

钨极惰性气体保护电弧焊工艺参数的选择是基于现有的研究和试验的实验。首选的工艺参数及其水平展示在表3。交流电源类型、Keppi使产能350 W钨极惰性气体保护电弧焊机是用于焊接铝工件。

非自耗的钨电极的3.2毫米直径和多组分通量AF305采用钨极惰性气体保护电弧焊。恒流的流动55 15±2 V, 60 - 20±2 V,和65年25±2 V之间利用产生电弧AA8006铝合金板(工作)和电极在纯氩气作为保护气体的存在。气体流过喷嘴(dia) 0.125米;喷嘴的旅行速度0.14米/分钟,0.15米/分钟,0.16米/分钟为实验设置。弧长是保持0.025米长的持续的工艺参数。保护焊接区域和钨电极是通过提供惰性气体。钨极惰性气体保护电弧焊过程中电弧产生的温度达到20000°C;因此,它足以融化金属铝AA8006边缘和形成良好的焊缝35- - - - - -37]。焊接区域可以被允许固化的液体池转化为固体性质。图1有效地说明了TIG-welded 8006铝合金板。

4所示。表征焊缝质量

4.1。抗拉强度的TIG-Welded AA8006盘子

在标本准备拉伸试验和测试按照ASTM标准ASTM B557-06,准备样品和测试标本展出数据2(一)和2(b),分别万能试验机(UTM) 400 kN受雇于这个调查的能力。焊缝的抗拉强度在AA8006板在不同钨极惰性气体保护电弧焊工艺参数表4。

4.2。冲击强度的TIG-Welded AA8006盘子

在材料的失败,能量是通过冲击试验观察到的标识为冲击强度在标本准备按ASTM标准ASTM E-23拉伸试验和测试。准备样品和测试模型在数字展出3(一)和3分别(b)。所有的标本都是捏造的,利用冲击试验机测试被执行死刑。测试方法称为夏比测试的范围300 J。数据4(一)和4(b)显示的画面冲击试验标本测试之前和之后进行。冲击强度的观察TIG-welded AA8006板布置在表5。

4.3。表面硬度的TIG-Welded AA8006盘子

硬度是所有材料的最终属性之一;洛氏硬度试验机是用来执行焊接区域的硬度。目的选择是实现基于“硬铝合金等材料最好是1/16钢球100 kgf应用负载。洛氏硬度计测试执行;缩进标记在焊缝有效。硬度的平均读数被送往估计所有标本的硬度值。图5有效地说明了洛氏硬度测试标本。的表面硬度测试TIG-welded AA8006盘子是巩固和表中给出6。

4.4。表面质量的TIG-Welded AA8006盘子

的表面质量TIG-welded AA8006盘子了。SEM图像转换成3 d profilometric照片,和所有9个图像代表每个试样的拉伸行为。并给出了图像和下一节讨论。

5。结果与讨论

在这个分析,抗拉强度、冲击强度、硬度值测定,他们估计TIG过程参数的影响。表7介绍了实验输入值、响应意味着,和信噪比。

5.1。抗拉强度

钨极惰性气体保护电弧焊工艺参数对焊缝的优势被使用Minitab 18软件统计分析,实验数据的转化为均值和S / N比率来确定最优工艺参数。响应为手段和SN比值列在下表中8和9,分别。

从分析,确定最优参数的电脑₃公元前₁WS₁。从表8和9最重要的参数有关,推断出抗拉强度是基极电流(BC₁-55安培),其次是焊接速度(WS₁-140毫米/分钟)和峰值电流(电脑₃-190安培)。数据6和7显示的主要影响情节意味着和S / N比率:峰值电流增加抗拉强度的增加,和190安培峰值电流提供优秀的抗拉强度。55安培和140毫米/分钟焊接速度提供了最大的抗拉强度。

图4说明了抗拉强度的残块。一分之四图解释水平的影响因素。九个样本的形式反映点;所有的点都靠近;最大的正态概率图指出点躺在当选以来的平均线模型是例外。在直方图的情节,所有矩形盒定期分发的方式。在观察的顺序,超过70%的点是交叉线;它通知,选择的因素是非常知识的方法。

方差分析是用于检查的意义影响反应的工艺参数。费舍尔测试(F以及)也用于调查的重要性因素影响输出响应。在这项研究中,三个元素中,基极电流的高F值,因此它被认为是影响抗拉强度。方差分析(方差分析)的S / N比抗拉强度提出了表10。根据方差分析结果,基极电流被认为是最重要的参数(67.66%),影响抗拉强度焊接速度和峰值电流紧随其后。焊接速度的贡献38.08%,峰值电流0.19%。

数据8(一个)- - - - - -8 (c)说明抗拉强度的等高线图。峰值电流的高价值的55安培(190安培)和基极电流提供最大抗拉强度,如图8(一个)。55安培基地当前和140毫米/分钟焊接速度提供最大抗拉强度如图8 (b)。图8 (c)展示了140毫米/分钟焊接速度和峰值电流190安培的诱导最大抗拉强度。

5.2。冲击强度

使用一款统计软件,所有的临床实验数据被改变成均值和S / N比率估计最优工艺参数。在这项研究中,确定工艺参数的影响和个人电脑₁公元前₃WS₁、列表和SN比值表11和12,分别。

数据9和10显示的主要影响阴谋手段和SN的主要情节影响比率。获得的最大冲击强度是根据170安培峰值电流的参与,并增加峰值电流冲击强度降低。基极电流增加冲击强度的增加,以及基极电流65安培,提供卓越的冲击强度。140毫米/分钟的焊接速度产生最大的冲击强度。

图11说明了冲击强度的残块,从一分之四图阐明对影响因素水平。所有九个样品进行了测试,结果反映在图形表示的形式。在这个情节,所有的点更接近它;正态概率图发现的最大问题躺在平均线自指定的模型是无与伦比的。从直方图情节,所有的矩形框分布作为标准模式。

费舍尔测试(F以及用于研究哪些因素影响输出响应。在这个工作,在三个参数中,基极电流更高F价值,因此,它被认为是对冲击强度的影响。方差分析(方差分析)的S / N比冲击强度提出了表13。基极电流被认为是最重要的参数(71.63%)的方差分析结果,影响冲击强度峰值电流14.69%,焊接速度10.20%紧随其后。

数据12(一个)- - - - - -12 (c)显示冲击强度直接影响的等高线图两个参数。获得的最大冲击强度高基极电流的相互作用和较低的峰值电流,高基极电流和低焊接速度和较低的焊接速度和峰值电流。

5.3。硬度试验

从硬度试验,输入参数等级及其影响研究通过一款统计软件,和所有的临床实验数据转化为均值和S / N比率值。的反应方式和SN比值列在下表中14和15,分别。

表明显识别研究中的关键参数。基极电流高度影响分析,其次是峰值电流和焊接速度基于δ值和等级秩序。硬度试验的最优参数得到的峰值电流190安培,55岁的基极电流安培,焊接速度的160毫米/分钟。数据13和14显示的主要影响情节的意思是和信噪比主要影响情节,分别。增加峰值电流增加硬度值;应用190安培最大硬度值。提供的最低55基极电流安培最大硬度值;基极电流降低了硬度值增加。提高焊接速度从140毫米/分钟到160毫米/分钟将增加硬度值。

图15介绍了剩余块硬度试验;这个一分之四图启发参数影响它以不同的形式。每个样本的输入和输出值进行测试和获得;结果是图中复制的。从这个情节,所有的点非常接近平均线。这将是在概率图和图。直方图的情节,所有矩形框的值是均匀分布在标准。

从方差分析,重要的参数值进行了分析通过费舍尔测试(F以及);F也用于检查以及影响输出响应的影响因素。从这项研究中,在三个方面,基极电流更高F价值。因此,它被认为是一个影响因素的硬度。方差分析的S / N比硬度试验提出了表16。基极电流高度贡献的方差分析结果,如76.01%,影响硬度峰值电流11.24%,紧随其后,焊接速度贡献9.11%。的基极电流的值为0.001;这是0.005的限制内。

图(16日)说明了硬度的等高线图和峰值电流和基极电流;最大硬度得到了峰值电流190安培的参与和55岁以上的基极电流安培。峰值电流最低价值和当前值提供最小硬度值最高的基地。图16 (b)很快发现了最小和最大硬度值,低基极电流,焊接速度高160毫米/分钟推荐最大硬度值。最微不足道的焊接速度和65安培基极电流提供最低硬度。图16 (c)解释的交互硬度的等高线图和焊接速度和基极电流。160毫米/分钟的最大焊接速度和高的峰值电流190安培提供杰出的硬度值。焊接速度和峰值电流的减少产生最低硬度。

5.4。表面质量调查

数据17(一)17(i)的3 d profilometric图片说明九拉伸测试标本(按实验顺序),这是通过SEM图像转化为3 d profilometric图像。所有九个图片代表每个试样的拉伸行为。在图17,每张图片充斥着两个不同的颜色喜欢粉色和绿色。粉色的注意到,焊接区具有高密集的材料形成,以避免材料的拉伸断裂,也证明了焊接强度(38]。绿颜色表示的较弱的部分材料的材料焊接低密度和低抗拉强度。根据这个数据17(一)和17(d),样本焊接强烈超过其他7样品。因此焊接材料的致密包可以实现通过输入参数用于第一和第四个样品焊接。

6。结论

进行了实验调查AA8006钨极惰性气体保护电弧焊,成果显著。洛氏硬度等力学性能、冲击强度和拉伸强度估计和选择的影响参数,和调查的结果总结如下:(我)从拉伸试验确定最优参数分析电脑₃公元前₁WS₁55,最优值是基极电流安培,其次是焊接速度140毫米/分钟和峰值电流190安培。从方差分析结果,基极电流被认为是最重要的参数,和它的贡献是67.66%,进一步之后,焊接速度和峰值电流的38.08%和0.19%,分别。(2)冲击强度,获得最优参数作为PC₁公元前₃WS₁,其值峰值电流170安培,基极电流65安培,140毫米/分钟的焊接速度。从方差分析结论,基极电流被认为是最重要的参数。其贡献是71.63%,影响下的影响,其次是14.69%的峰值电流,最后焊接速度的10.20%。(3)在这项研究中,确定工艺参数和最优值的影响,电脑₃公元前₁WS₃。最优值的结果是190安培的峰值电流,55岁的基极电流安培,160毫米/分钟的焊接速度。基极电流高度贡献的方差分析结果,如76.01%,紧随其后的是峰值电流贡献11.24%,焊接速度9.11%。(iv)在所有的测试中,基极电流强度的主要因素,影响,硬度试验。得到了实验的最大抗拉强度值为109.42 MPa, 41 J冲击强度,硬度值52 HRB。

缩写

轻拍:	钨极惰性气体
能源部:	实验设计
AA8006:	铝AA8006合金
方差分析:	方差分析
信噪比:	信号噪声比
扫描电镜:	扫描电子显微镜
WZ:	焊接区
PMZ:	部分熔化区
焊:	搅拌摩擦焊接过程
EDM:	电火花加工
wt. %:	重量百分比
DGRA:	愿望灰色旋转分析
MPa:	兆帕斯卡
珍:	焦耳
毫米/分钟:	毫米/分钟
安培数:	安培
HRB:	洛氏硬度B
UTM:	万能试验机
PC:	峰值电流
公元前:	基极电流
WS:	焊接速度
3 d:	三维
DF:	总自由度
Seq SS:	连续的广场
的学生:	调整后的广场
的女士:	调整的意思是广场
F价值:	测试数据利用
值:	概率值。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的结果包括在本文中。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关这篇文章的出版。