李贵明 胡维锋

（重庆轨道（集团）有限责任公司，重庆 404100）

1 背景简介

在重庆轻轨接触线安装工程中，先将T型汇流排通过绝缘子安装在PC 梁上，再进行整体焊接，把汇流排一段一段连接起来，然后把接触线安装在汇流排上（安装示意图见图1）。因汇流排受外力，并起导电作用，这就要求焊接接头有一定机械性能和好的导电性及挠度。汇流排的材质为6063 铝合金，且安装后。

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在高空焊接，焊接位置较复杂，需要合理的工艺来保证。本文仅就焊接工艺中焊接方法的选择进行探讨。

2 T型汇流排焊接性分析

T型汇流排为6063 铝合金经挤压而成的型材，热处理状态为T4，其化学成份和机械性能见表1、表2。现将它的焊接性分析如下：

第一，铝和氧的亲和力大，铝合金表面有一层难熔的氧化膜，熔点高、非常稳定、能吸潮、不宜去除，妨碍焊接的进行，很容易产生气孔、夹杂、未熔合、未焊透等焊接缺陷。因此，在焊前必须清除氧化膜，在焊接过程中必须采取措施防止铝合金被氧化。

第二，铝合金比热率、热导率大，焊接时的热输入将向母材迅速流失。因此，宜选用热量集中的焊接方法，如MIG 焊、TIG 焊。

第三，由于铝合金的线膨胀系数大，焊接时焊件的变形趋势大，所以焊接时需用夹具减小焊接变形。

第四，在铝合金焊接中易产生氢气孔，要从减少氢的来源和严格控制工艺参数来防止氢气孔。所有焊接材料（包括保护气体、焊丝、焊条）要严格限制含水量，焊接前均需除水处理。TIG 焊时，采用大的焊接电流配合较高的焊接速度以防止产生气孔。MIG 焊时，降低焊接速度和提高线能量，有利于减少焊缝中的气孔。

第五，6063 铝合金焊接热裂倾向大，主要靠选择合适的填充材料和合理的工艺参数来减少热裂，一般选用4043 焊丝，在结构拘束度不大的情况下，从焊缝强度、塑性、导电性、颜色考虑，宜选用5356 焊丝，一般减小焊接速度和焊接电流可以减小热裂倾向。

最后，接头热影响区的软化问题。6063属于强化铝合金，在熔焊条件下热影响区软化是不可避免的现象，热影响区的强度和塑性远远低于母材，如不进行焊后热处理，抗拉强度为母材的70%左右。

3 焊接方法的选择

焊接方法的选择，应按铝合金的牌号、焊件厚度、产品结构、生产条件以及焊接接头质量等因素，合理选择焊接方法。在铝合金焊接的各种方法中，以氩弧焊的应用最为广泛，最为成熟。因此，T型汇流排焊接宜选用氩弧焊方法。氩弧焊有熔化极氩弧焊（简称MIG 焊）和非熔化极氩弧焊（简称 TIG 焊）两种方法。

第一，根据有关资料，板厚在3mm 以下多用TIG 焊，板厚在3mm 以上多用MIG 焊。这主要是由于MIG 焊用焊丝作电极，可采用高密度电流，因而母材熔深大、熔敷速度快、效率高。T型汇流排母材厚度为11.5mm，宜采用MIG 焊。

第二，因本结构要安装接触线，要求焊后角变形小。MIG 焊比TIG 焊焊件变形小，所以宜采用MIG 焊。

第三，由于工件长、大、重，且在工地焊接，要清理工件氧化膜比较难。MIG 焊焊时可采用直流反接，阴极雾化作用比TIG 焊显著，易清除工件表面氧化膜。

第四，本结构在工作状态受力较大，MIG 焊比TIG 焊接头热影响区范围小，可以减小接头软化区域，更好的满足接头机械性能的要求。

第五，MIG 焊焊铝及铝合金时，亚射流电弧的固有调节作用显著，这种作用保证焊接过程中弧长在一定范围内变化时，焊接电流始终不变，因此焊缝外形和熔深非常均匀。

第六，TIG 焊时，钨极承载电流的能力差，过大的电流会引起钨极的熔化和蒸发，其微粒进入熔池而引起焊接接头夹钨，从而降低接头质量，而MIG 焊不存在这个问题。

第七，TIG 焊时，为了获得满意的焊接接头,焊前必须对工件进行预热,预热温度为150℃～200℃,这在现场很难做到，而MIG焊不需预热。

从以上分析比较可知，T型汇流排采用MIG 焊可获得满意的焊接接头。

4 结论

经过模拟现场进行的焊接试验，采用MIG 焊的焊接接头机械、电气性能及挠度均达到要求，证明了焊接方法的选择是正确可行的。

[1]美国金属学会[美].金属手册(第九版)第二卷机械工业出版社 1994

[2]中国机械学会焊接分会编. 焊接手册（第二版）。北京：机械工业出版社

[3]周振丰.焊接冶金与金属焊接性（修订本）.北京：机械工业出版社。

[4]古列维奇著.有色金属焊接手册.北京：中国铁道出版社，1988