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科技论坛年第期
铝合金常用焊接工艺浅析
樊家春吴钢高树生
黑龙江牡丹江
摘要:铝合金不但具有高的比强度、比模量、断裂韧度、疲劳强度和耐腐蚀稳定性,同时还具有良好的成形工艺性和良好的焊接性,因此成为
应用最广泛的一类有色金属结构材料。现主要介绍了铝合金焊接的几种先进工艺:搅拌摩擦焊、激光焊、激光一电弧复合焊、电子束焊。针对于焊接性
不好和曾认为不可焊接的合金提出了有效的解决方法,几种工艺均具有优越性,并可对厚板铝合金进行焊接。
关键词:铝合金;搅拌摩擦焊;激光焊;激光一电弧复合焊;电子束焊
铝合金由于重量轻、比强度高、耐腐蚀性能好、无磁性、成形性好及收率比较小,在焊接过程中造成大量的能量损失。激光一般功率比
低温性能好等特点而被广泛地应用于各种焊接结构产品中,采用铝合金较小,铝合金表面对激光束的吸收率相对激光较大,可用光导
代替钢板材料焊接,结构重量可减轻%以上。因此,铝合金的焊接要求纤维传导,适应性强,工艺安排简单等。
采用能量密度大、焊接热输入小、焊接速度高的高效焊接方法。铝合金的电子束焊接
近些年来提出了几种新工艺,在交通、航天、航空等行业得到了一定电子束焊是指在真空环境下,利用会聚的高速电子流轰击工件接缝
应用,几种新工艺可以很好地解决铝合金焊接的难点,焊后接头性能良处产生的热能,使被焊金属熔合的一种焊接方法。电子束作为焊接热源
好,并可以对以前焊接性不好或不可焊的铝合金进行焊接。的突出特点是功率密度高、穿透能力强、精确、快速、可控、保护效果好。
搅拌摩擦焊接对于铝合金电子束焊接,由于能量密度高可大大减小热影响区,提高焊
搅拌摩擦焊工作原理是用一种特殊形式的搅拌头插人工件待焊部接接头强度,避免热裂纹等缺陷的产生。由于能量密度高,穿透能力强可
位,通过搅拌头高速旋转与工件间的搅拌摩擦,产生热使该部位金属处对难以焊接的铝合金厚板进行焊接。
于热塑性状态,并在搅拌头的压力作用下从其前端向后部塑性流动,从同传统电弧焊接铝合金相比,电子束焊能量密度高~个数量级,
而使焊件压焊在一起。由于搅拌摩擦焊过程中不存在金属的熔化,是一与另外一种高能量密度焊接工艺——激光焊接相当。因此焊接接头的热
种固态连接过程,故焊接时不存在熔焊的各种缺陷,可以焊接用熔焊方影响区非常小,接头强度较传统焊接方法提高很多。电子束的穿透性能
法难以焊接的有色金属材料,如铝及高强铝合金、铜合金、钛合金以及异好,可对大厚度的铝合金进行施焊,焊后接头力学性能良好。铝合金焊缝
种材料、复合材料焊接等。金属的抗裂性能随着焊接能量密度的增加和热输入的减少而增加。所以
目前搅拌摩擦焊在铝合金的焊接方面研究应用较多。已经成功地进铝合金电子束焊接接头的抗裂性能要比采用传统焊接方法的焊接接头
行了搅拌摩擦焊接的铝合金包括系列—、系列—高很多,一般要比氩弧焊焊缝高出~.倍。铝合金电子束焊焊后残余
、系列一—、系列—、系列—等。国应力小,变形小,对薄板焊后几乎可做到不变形。电子束焊要求在真空条
,在挪威已经应用此技术焊接快艇上长为件下完成,真空是最好的保护手段,在这种条件下可以得到纯净的焊缝
的结构件,美国洛克希德·马丁航空航天公司用该项技术焊接了铝金属,避免了空