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钨极氩弧焊(TIG)焊接过程稳定但效率较低,熔化极惰性气体保护焊(MIG)焊接效率较高,但在铝合金焊接过程中存在飞溅、焊缝质量差以及电弧不稳定等问题,为此提出一种铝合金TIG-MIG复合焊方法,通过引入TIG电弧来改善MIG焊接过程。本文研究了TIG-MIG复合焊电弧行为、熔滴过渡以及焊缝成形特点。建立了TIG-MIG复合电弧焊接实验系统,该系统以三菱FX-3U PLC为核心,由触摸屏人机界面提供控制信号。设计了电流切换电路,该电路作为开关来控制两焊接回路的通断,还可实现TIG与MIG交替工作。利用电参数采集系统记录复合电弧U-I数据,高速摄像采集系统记录电弧形态和熔滴过渡过程。研究了TIG-MIG复合电弧TIG电流、TIG电压、MIG电流、MIG电压等电参数的变化规律。比较了各焊接参数下U-I曲线和U-I分布,结果表明,在不同熔滴过渡方式下TIG电弧对MIG电参数稳定性影响规律不同。当MIG为短路过渡或滴状过渡时,加入TIG电弧能够显著降低电参数波动;当MIG处于射滴过渡焊接参数区间时,TIG电弧难以促使MIG电弧稳定性进一步提高。比较了复合焊与单MIG焊起弧过程的电参数和熔滴过渡过程,复合焊起弧时无短路发生因而稳定性更好。TIG电弧的引入能够改变熔滴过渡方式、过渡频率、熔滴大小以及熔滴运动方向。TIG电弧可以使短路过渡逐渐向亚射流过渡和滴状过渡转变。TIG直流反接时,随着TIG电流增大,熔滴尺寸增加,过渡频率降低,熔滴偏向钨极侧运动。TIG直流正接时,随着TIG电流增大,熔滴尺寸和过渡频率无明显变化,熔滴偏离钨极侧运动。完成了5A06铝合金TIG-MIG复合堆焊实验,研究了丝极位置关系、TIG电流、MIG电压以及极性匹配等因素对焊缝成形的影响。TIG反接时,在合适的工艺参数下,TIG-MIG复合焊焊缝与单MIG相比阴极清理区域明显增加,焊缝铺展性好,表面更加致密光滑,在5-15mm丝极间距下均可获得较好的焊缝成形,前提是丝极间距需要与保护气流量和钨极高度相匹配。TIG正接时,焊缝成形差,表面氧化严重,由于TIG分流作用,焊缝余高大,宽度较小。