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钨极氩弧焊(TIG)是一种被广泛应用到实际项目工程中的焊接技术,该焊接技术可以得到性能优良的焊缝,常被用来焊接不锈钢、碳钢、有色金属、铝合金、高强度钢等材料。但同时TIG焊存在着许多缺陷,有一次性焊接的熔深浅,焊缝金属熔敷率低,完成单次单道焊的板厚小(一般只可用于3mm以下板厚),热输入较大,热变形也较大,焊接厚板时需要开坡口进行多层多道焊,TIG焊还对施焊母材中的一些微量元素比较敏感。长期以来,专家学者们一直致力于研究一种可以大幅度提高焊接熔深并且可以充分利用TIG焊优点的焊接方法和工艺。近年来,活性钨极氩弧焊接工艺(Activating flux Tungsten Inert Gas Welding,A-TIG)引起了全世界焊接专家和学者的关注,这是一种新型高效的焊接方法,该方法就是在焊接开始之前在施焊板材的表面涂覆一层活性剂(一般为MnO2、Al2O3、SiO2以及卤化物的混合物)。在焊接过程中,活性剂可以使焊接电弧收缩熔池流动状态发生改变,最终使焊接熔深大幅度增加。A-TIG焊的一次性焊接熔深是传统TIG焊的3倍左右,可一次性焊透3—8mm的板材且无需开坡口,同时焊缝成形较好,表面平整。活性剂的使用不会对焊缝内部造成不良影响,焊接接头的综合性能良好,焊接碳钢和不锈钢时满足其相关要求和标准。本项目通过试验研究了活性剂种类、焊接电流和焊接速度等对焊缝熔深以及焊接接头综合性能的影响规律。本文研究的活性剂主要有SiO2、TiO2、MnO2、La2O3、Cr2O3、Y2O3、Fe2O3和MgO,因卤化物中的卤族元素对不锈钢有腐蚀作用,因此本试验不考虑。首先研究各单组元活性剂对焊缝熔深的影响规律,根据这些单组元活性剂的试验结果进行正交对比试验,最终研制出使焊缝熔深增加最明显的多组元活性剂配方。在A-TIG焊试验中,活性剂采用这些配方,研究其焊缝组织、焊接接头的宏观金相、微观金相、力学性能和腐蚀性能等,最后与常规TIG焊所得到的焊接接头进行对比,这样可以确定A-TIG焊焊接工艺的优越性。将各试验研究结果进行对比分析,结果发现,采用A-TIG焊焊接方法,不仅可以显著增加焊缝熔深,同时焊接接头的力学性能良好,宏观金相和微观金相均未出现气孔、夹渣、裂纹、弧坑、焊瘤和咬边等焊接缺陷,微观组织成分相对常规TIG焊更加均匀,抗腐蚀性能良好。在焊接过程中电弧收缩明显,熔池剧烈流动,温度梯度减小,同时熔池形状深且窄。这为A-TIG焊在工程项目中的实际应用奠定了基础。A-TIG焊不仅可以降低焊接成本、提高焊接效率,同时还可以增强焊接接头的综合性能,在未来的焊接市场具有良好的发展前景。