[產品庫]主題： 鋁合金材料常用的焊接加工方法 ... 發布者： 崔經理
11/15/2016
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鋁合金材料常用的焊接加工方法
鋁合金的焊接方法很多,幾乎各種焊接方法都可以用于焊接鋁及鋁合金，但是鋁及鋁合金對各種焊接方法的適應性不同，各種焊接加工方法有其各自的應用場合。須根據鋁合金的牌號,焊件的用途和工作環境,產品結構,生產條件以及焊接接頭質量要求等因素加以選擇。常用的焊接方法有:氣焊、焊條電弧焊、脈沖氬弧焊、等離子弧焊和激光焊等。近年來，針對鋁合金焊接的難點,一些新的焊接工藝得到發展,如攪拌摩擦焊,激光-電弧復合焊,電子束焊等。
氣焊和焊條電弧焊方法，設備簡單、操作方便。氣保焊加工可用于對焊接質量要求不高的鋁薄板及鑄件的補焊。焊條電弧焊可用于鋁合金鑄件的補焊。惰性氣體保護焊(TIG或MIG）方法是應用至廣泛的鋁及鋁合金焊接方法。鋁及鋁合金薄板可采用鎢極交流氬弧焊或鎢極脈沖氬弧焊。鋁及鋁合金厚板可采用鎢極氦弧焊、氬氦混合鎢極氣體保護焊、熔化極氣體保護焊、脈沖熔化極氣體保護焊。熔化極氣體保護焊、脈沖熔化極氣體保護焊應用越來越廣泛（氬氣或氬/氦混合氣）。一般多為氬弧焊，包括鎢極氬弧焊（TIG）、熔化極氬弧焊（MIG）和脈沖氬弧焊等。MIG焊、TIG焊是目前生產中常用的鋁合金焊接方法。
在汽車制造中，MIG 焊主要用于骨架之間的組裝以及外板之間的接縫，大型型材結構的車輛,車頂、地板、側墻等部件均與車體同長，并且均為縱向焊縫，全自動焊占大約50%，由普通的MIG 焊開發出的焊接新工藝有：大電流MIG 焊、等離子MIG 焊、細焊絲MIG焊及脈沖MIG 焊。 鋁合金攪拌摩擦焊焊縫是經過塑性變形和動態再結晶而形成,焊縫區晶粒細化,無熔焊的樹枝晶,組織細密,熱影響區較熔化焊時窄,無合金元素燒損、裂紋和氣孔等缺陷,綜合性能良好。與傳統熔焊方法相比，它無飛濺、煙塵，不需要添加焊絲和保護氣體，接頭性能良好。由于是固相焊接工藝,加熱溫度低，焊接熱影響區顯微組織變化小,如亞穩定相基本保持不變，這對于熱處理強化鋁合金及沉淀強化鋁合金非常有利。焊后的殘余應力和變形非常小，對于薄板鋁合金焊后基本不變形。與普通摩擦焊相比，它可不受軸類零件的限制，可焊接直焊縫、角焊縫。傳統焊接工藝焊接鋁合金要求對表面進行去除氧化膜，并在48h內進行加工，而攪拌摩擦焊工藝只要在焊前去除油污即可，并對裝配要求不高。并且攪拌摩擦焊比熔化焊節省能源、污染小。攪拌摩擦焊鋁合金也存在一定的缺點：焊接時速度低于熔化焊；焊件夾持要求高，焊接過程中對異形加工焊件要求加一定的壓力，反面要求有墊板；焊后端頭形成一個攪拌頭殘留的孔洞，一般需要補焊上或機械切除；攪拌頭適應性差，不同厚度鋁合金板材要求不同結構的攪拌頭，且攪拌頭磨損快；攪拌摩擦焊工藝參數簡單，主要有攪拌頭的旋轉速度、攪拌頭的移動速度、對焊件的壓力及攪拌頭的尺寸等。
近年來，隨著大功率、高性能激光加工設備的不斷研制開發，在日美英等發達國家，鋁激光焊接技術發展很快，這表明激光焊接技術是未來鋁焊接技術的主要發展方向之一。目前，鋁合金激光焊接已經被使用在車體部件的連接上。在Audi A2全鋁結構上，就有30m激光焊縫，為了更有效的焊接鋁合金，人們發展了激光－電弧復合焊接工藝。
激光－電弧復合焊接工藝至早是上個世紀70年代末由倫敦皇家學院提出，激光-電弧復合主要是激光與TIG電弧、MIG電弧及等離子體。為有效地清除鋁合金表面的氧化膜,減少鎢極的燒損，焊接薄板鋁合金常采用交流TIG 焊的方法。但傳統的交流TIG焊一般為50Hz的固定頻率。電流過零時間相對較長,尤其是焊接過程中鋁合金由正極性過渡到負極性時，鋁陰極發射電子困難，電弧非常不穩定。脈沖TIG焊是在普通固定電流的TIG焊基礎上發展一種新工藝。利用脈沖TIG焊能焊接薄板或超薄板構件，便于精確控制電弧能量及其分布，通過脈沖規范參數的調節，可精確控制電弧能量及其分布，易獲得均勻的熔深和焊縫根部均勻熔透，易于焊接難焊金屬材料。
脈沖TIG焊的焊縫是由焊點相互重疊而成，由于脈沖電流對點狀熔池有較強的攪拌作用，且熔池金屬冷凝速度快，高溫停留時間短，所以焊縫金屬組織細密，樹枝狀結晶不明顯，可減小熱敏感金屬材料焊接時產生裂紋的影響。由于脈沖MIG焊的峰值電流及熔滴過渡是間歇而又可控的，因而與普通的MIG焊相比，具有較寬的電流調節范圍，普通的射流過渡和短路過渡焊接，因受熔滴過渡型式的限制所采用的焊接電源范圍都是有限的，采用脈沖電流后，由于可在平均電流小于臨界值的條件下獲得射滴過渡，所以適合焊接鋁合金薄板。采用脈沖電流后，可用較小的平均電流進行焊接，因而熔池體積小，加上熔滴過渡和熔池金屬的加熱是間歇性的，所以不易發生流淌。此外，由于熔滴的過渡力與電流的平方成正比，在脈沖峰值電流作用下，熔滴的軸向性好，能迫使金屬熔滴沿著電弧軸線向熔池過渡，焊縫成形好。可有效地控制輸入熱量，改善接頭性能。
電子束焊是另一種高能密度的焊接工藝，焊接鋁合金可以得到優質的焊接接頭，同時電子束焊的穿透性能好，可以對鋁合金厚板進行焊接，但電子束焊要求在真空環境下進行，所以應用受到一定的限制。近年來發展的局部真空電子束焊在一定程度上可以解決這個問題。
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最后更新: 2016-11-15 10:33:54
