题目：铝合金直流正极性TIG焊接工艺及去膜除气机理研究

直流正极性TIG焊技术具有电弧稳定、焊接质量优异等优点，是多数金属焊接的优选。但是在焊接铝合金时不能清除铝合金表面的氧化膜，只能采用常规交流TIG焊技术，而存在气孔多、变形大及生产率低等问题。本项目创造性地提出铝合金的直流正极性活性TIG焊，通过在电弧区引入一种自制活性剂，该活性剂具有很好地去除铝合金表面氧化膜以及焊缝气孔的作用，成功实现了铝合金的直流正极性TIG焊接技术。

本文首先采用4mm的2219铝合金板材，对铝合金的直流正极性TIG焊接工艺进行优化，然后采用4mm的LD10和2219铝合金板材，对常规交流TIG焊、交流A-TIG焊以及直流正极性TIG焊三种焊接方式对TIG焊接接头组织和性能的影响进行分析研究。在此基础上，对自制活性剂去除焊缝气孔和表面氧化膜的机理进行理论分析。

直流正极性TIG焊工艺试验研究表明：直流正极性TIG焊对表面清理工艺要求较低；送丝速度应根据焊接电流的大小，在获得良好焊缝背面成型的基础上保持一定余高；焊接间隙越小越好；只要采用合适的焊接参数，厚板也能够获得良好的焊接成型和接头力学性能；活性剂浓度为15%最优；相对于常规交流TIG焊接技术，直流正极性TIG焊能够大大降低焊接电流，但是不能过低。

组织分析结果表明：三种焊接方式所得的焊缝表面质量和成型情况都非常好；其中直流正极性TIG焊焊缝表面光亮无残渣，两侧无黑边，说明所用活性剂起到了很好的去除铝合金表面氧化膜的作用，使得铝合金的直流正极性TIG焊能够实现；对于两种母材，常规交流TIG焊缝中均出现了大量的气孔缺陷，加入活性剂后，气孔缺陷均得到明显的改善，并且焊缝组织得到细化，晶粒有了一定的方向性，并且直流正极性TIG焊的效果好于交流A-TIG焊；对于两种母材，直流正极性TIG焊缝中Si元素含量均比常规交流TIG焊缝下降约19%。

性能分析结果表明：三种焊接方式所得焊接接头的腐蚀性能没有明显区别；对于两种母材，加入活性剂均有助于提高铝合金焊接接头的强度、塑性以及稳定性，并且直流正极性TIG焊的效果优于交流A-TIG焊。

此外，本文在焊缝组织分析和性能分析的基础上，对活性剂去膜和除气的机理进行了理论分析和试验验证。