[产品库]主题： 铝合金材料常用的焊接加工方法 ... 发布者： 崔经理
11/15/2016
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铝合金材料常用的焊接加工方法
铝合金的焊接方法很多,几乎各种焊接方法都可以用于焊接铝及铝合金，但是铝及铝合金对各种焊接方法的适应性不同，各种焊接加工方法有其各自的应用场合。须根据铝合金的牌号,焊件的用途和工作环境,产品结构,生产条件以及焊接接头质量要求等因素加以选择。常用的焊接方法有:气焊、焊条电弧焊、脉冲氩弧焊、等离子弧焊和激光焊等。近年来，针对铝合金焊接的难点,一些新的焊接工艺得到发展,如搅拌摩擦焊,激光-电弧复合焊,电子束焊等。
气焊和焊条电弧焊方法，设备简单、操作方便。气保焊加工可用于对焊接质量要求不高的铝薄板及铸件的补焊。焊条电弧焊可用于铝合金铸件的补焊。惰性气体保护焊(TIG或MIG）方法是应用至广泛的铝及铝合金焊接方法。铝及铝合金薄板可采用钨极交流氩弧焊或钨极脉冲氩弧焊。铝及铝合金厚板可采用钨极氦弧焊、氩氦混合钨极气体保护焊、熔化极气体保护焊、脉冲熔化极气体保护焊。熔化极气体保护焊、脉冲熔化极气体保护焊应用越来越广泛（氩气或氩/氦混合气）。一般多为氩弧焊，包括钨极氩弧焊（TIG）、熔化极氩弧焊（MIG）和脉冲氩弧焊等。MIG焊、TIG焊是目前生产中常用的铝合金焊接方法。
在汽车制造中，MIG 焊主要用于骨架之间的组装以及外板之间的接缝，大型型材结构的车辆,车顶、地板、侧墙等部件均与车体同长，并且均为纵向焊缝，全自动焊占大约50%，由普通的MIG 焊开发出的焊接新工艺有：大电流MIG 焊、等离子MIG 焊、细焊丝MIG焊及脉冲MIG 焊。 铝合金搅拌摩擦焊焊缝是经过塑性变形和动态再结晶而形成,焊缝区晶粒细化,无熔焊的树枝晶,组织细密,热影响区较熔化焊时窄,无合金元素烧损、裂纹和气孔等缺陷,综合性能良好。与传统熔焊方法相比，它无飞溅、烟尘，不需要添加焊丝和保护气体，接头性能良好。由于是固相焊接工艺,加热温度低，焊接热影响区显微组织变化小,如亚稳定相基本保持不变，这对于热处理强化铝合金及沉淀强化铝合金非常有利。焊后的残余应力和变形非常小，对于薄板铝合金焊后基本不变形。与普通摩擦焊相比，它可不受轴类零件的限制，可焊接直焊缝、角焊缝。传统焊接工艺焊接铝合金要求对表面进行去除氧化膜，并在48h内进行加工，而搅拌摩擦焊工艺只要在焊前去除油污即可，并对装配要求不高。并且搅拌摩擦焊比熔化焊节省能源、污染小。搅拌摩擦焊铝合金也存在一定的缺点：焊接时速度低于熔化焊；焊件夹持要求高，焊接过程中对异形加工焊件要求加一定的压力，反面要求有垫板；焊后端头形成一个搅拌头残留的孔洞，一般需要补焊上或机械切除；搅拌头适应性差，不同厚度铝合金板材要求不同结构的搅拌头，且搅拌头磨损快；搅拌摩擦焊工艺参数简单，主要有搅拌头的旋转速度、搅拌头的移动速度、对焊件的压力及搅拌头的尺寸等。
近年来，随着大功率、高性能激光加工设备的不断研制开发，在日美英等发达国家，铝激光焊接技术发展很快，这表明激光焊接技术是未来铝焊接技术的主要发展方向之一。目前，铝合金激光焊接已经被使用在车体部件的连接上。在Audi A2全铝结构上，就有30m激光焊缝，为了更有效的焊接铝合金，人们发展了激光－电弧复合焊接工艺。
激光－电弧复合焊接工艺至早是上个世纪70年代末由伦敦皇家学院提出，激光-电弧复合主要是激光与TIG电弧、MIG电弧及等离子体。为有效地清除铝合金表面的氧化膜,减少钨极的烧损，焊接薄板铝合金常采用交流TIG 焊的方法。但传统的交流TIG焊一般为50Hz的固定频率。电流过零时间相对较长,尤其是焊接过程中铝合金由正极性过渡到负极性时，铝阴极发射电子困难，电弧非常不稳定。脉冲TIG焊是在普通固定电流的TIG焊基础上发展一种新工艺。利用脉冲TIG焊能焊接薄板或超薄板构件，便于精确控制电弧能量及其分布，通过脉冲规范参数的调节，可精确控制电弧能量及其分布，易获得均匀的熔深和焊缝根部均匀熔透，易于焊接难焊金属材料。
脉冲TIG焊的焊缝是由焊点相互重叠而成，由于脉冲电流对点状熔池有较强的搅拌作用，且熔池金属冷凝速度快，高温停留时间短，所以焊缝金属组织细密，树枝状结晶不明显，可减小热敏感金属材料焊接时产生裂纹的影响。由于脉冲MIG焊的峰值电流及熔滴过渡是间歇而又可控的，因而与普通的MIG焊相比，具有较宽的电流调节范围，普通的射流过渡和短路过渡焊接，因受熔滴过渡型式的限制所采用的焊接电源范围都是有限的，采用脉冲电流后，由于可在平均电流小于临界值的条件下获得射滴过渡，所以适合焊接铝合金薄板。采用脉冲电流后，可用较小的平均电流进行焊接，因而熔池体积小，加上熔滴过渡和熔池金属的加热是间歇性的，所以不易发生流淌。此外，由于熔滴的过渡力与电流的平方成正比，在脉冲峰值电流作用下，熔滴的轴向性好，能迫使金属熔滴沿着电弧轴线向熔池过渡，焊缝成形好。可有效地控制输入热量，改善接头性能。
电子束焊是另一种高能密度的焊接工艺，焊接铝合金可以得到优质的焊接接头，同时电子束焊的穿透性能好，可以对铝合金厚板进行焊接，但电子束焊要求在真空环境下进行，所以应用受到一定的限制。近年来发展的局部真空电子束焊在一定程度上可以解决这个问题。
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最后更新: 2016-11-15 10:33:54
