1、針對(duì)鋁合金活性化焊接過程中存在熔深增加和表面成型兩者不能同時(shí)兼容的問題，本文在大量試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，通過理論分析，提出了一種新型焊接方法——分區(qū)活性TIG焊法，即：FZ-TIG焊(Flux Zoned TIG Welding)。該方法是在傳統(tǒng)TIG焊前，在待焊焊道表面中心區(qū)域涂敷低熔沸點(diǎn)低電阻率活性劑，在兩側(cè)區(qū)域分別涂敷高熔沸點(diǎn)高電阻率活性劑SiO<,2>，然后進(jìn)行正常焊接。 在本論文中，針對(duì)待焊焊道表面中心區(qū)域涂敷的活性劑，采

2、用均勻設(shè)計(jì)法研制出了一種鋁合金交流FZ-TIG焊活性劑配方FZ108。使用該活性劑配方FZ108和活性劑SiO<,2>進(jìn)行交流FZ-TIG焊，能使焊縫熔深達(dá)到傳統(tǒng)TIG焊熔深的3.3倍，并且焊縫成形良好。通過改變焊接電流、焊接速度、間隙變化、溶劑變化、氬氣流量變化研究了焊接工藝參數(shù)變化對(duì)焊縫熔深的影響。焊縫金相組織觀察發(fā)現(xiàn)采用FZ-TIG焊接法能起到細(xì)化晶粒的作用。焊縫力學(xué)性能試驗(yàn)表明，F(xiàn)Z-TIG焊接法能增加焊縫硬度，而對(duì)焊縫強(qiáng)度影響

3、不大。焊渣XRD分析表明，活性劑FZ108在電弧高溫作用下能與母材金屬Al和表面氧化膜Al<,2>O<,3>發(fā)生反應(yīng)，能生成活性劑相對(duì)應(yīng)的金屬氧化物和金屬單質(zhì)。同時(shí)還研究了直流正接FZ-TIG焊對(duì)焊縫熔深的影響。 在本論文中，還通過弧長變化試驗(yàn)分析了活性劑對(duì)FZ-TIG焊電弧極性區(qū)電壓降和弧柱區(qū)電位梯度的影響，通過焊縫偏移試驗(yàn)分析了活性劑對(duì)導(dǎo)電通道電阻的影響，通過氦弧試驗(yàn)分析了活性劑對(duì)電弧和熔池的影響。結(jié)果表明，活性劑增加FZ-

4、TIG焊熔深的機(jī)理主要為電弧收縮：一方面，F(xiàn)Z108活性劑粒子進(jìn)入電弧后，在電弧外圍低溫區(qū)域吸附電子，使得作為載流子的電子數(shù)量減少，電弧導(dǎo)電通道變窄，電弧弧柱區(qū)收縮；另一方面，由于FZ108活性劑兩側(cè)涂敷的SiO<,2>具有較高的熔沸點(diǎn)和電阻率，在焊接過程中形成絕緣層，使得電弧根部被強(qiáng)制收縮在導(dǎo)電通道電阻較小的FZ108活性劑區(qū)域內(nèi)。電弧在上述兩方面綜合作用下發(fā)生強(qiáng)烈收縮，從而使得電弧及熔池內(nèi)的Lorentz力增大，焊縫熔深顯著增加。