王喜临，刘爱国

(沈阳理工大学 材料科学与工程学院，沈阳110159)

铝合金因质量轻、力学性能好等优点在航空、航天、汽车等方面被广泛应用，由此促进了铝合金焊接技术的发展，最常用的铝合金焊接方法是钨极氩弧焊(Tungsten Inert Gas，TIG)[1-2]。普通TIG焊承载电流小、焊接效率低，高效率焊接一直是焊接技术发展的方向[3]。熔丝TIG焊作为一种新型的焊接方法，保留了普通TIG焊的稳定性，相较于普通TIG焊更高效。熔丝TIG焊工作原理如图1所示。熔丝TIG焊中的焊丝和工件并联接在焊接电源的一极，接在焊接电源另一极的钨极与焊丝、工件都产生电弧，钨极与工件产生的电弧可以熔化工件，钨极与焊丝产生的电弧用来熔化焊丝[4-5]。

图1 熔丝TIG焊工作原理图

为分析熔丝TIG焊的焊接温度场规律，优化焊接工艺，本文利用Simufactwelding软件建立熔丝TIG焊的焊接模型，研究其焊接过程，分析对比普通TIG和熔丝TIG焊的温度场，确定熔丝TIG焊焊接电流对焊接成型的影响规律。

1 试验方法

试验采用6063铝合金，其化学成分如表1所示。焊接条件：保护气体为氩气，气体流速为15L/min；焊接电流为120A；铝合金板的厚度为4mm；焊接速度根据具体情况而定。试验中发现，对于4mm的铝合金板，焊接速度在150～300mm/min时得到的焊接表面质量较好，且能获得较好的熔深。

表1 6063铝合金化学成分 wt%

2 仿真模型

2.1 熔丝TIG焊焊接模型

试验中熔丝TIG焊使用两个焊枪，分别为TIG焊枪和熔化极惰性气体保护焊(MetalInertGas，MIG)焊枪，钨极同时与母材和焊丝产生电弧，熔化母材和焊丝。熔化的高温焊丝填料射流到焊缝上，且填料随着钨极和工件之间的热源同向同步运动，两热源也沿着焊缝焊接方向运动，极大增加仿真模拟的难度，不利于焊接仿真模型的建立，因此需要对实际情况简化处理。……