一、前言
鋁及鋁合金不僅具有良好的耐腐蝕性,而且導熱性和導電性俱佳,為此廣泛應用于工業生產,包括汽車制造、航空航天等制造業。近些年來,我國的鋁及鋁合金焊接技術發展迅速,出現了新型焊接技術,包括調制脈沖焊接、穿孔離子焊接、激光焊接及摩擦攪拌焊等,這些新興的焊接技術,顯示出極大的技術優勢,為自動化焊接提供了理論基礎,基于此,本文在概述鋁及合金焊接過程中出現問題的基礎上,對鋁及鋁合金先進焊接技術進行了概述,為鋁及鋁合金工藝的積極開發及高性能鋁合金產品的發展提供理論依據。
二、鋁及鋁合金焊接概述
鋁及鋁合金不僅材質輕,而且強度好,具有良好的耐腐蝕性,因此,在各類焊接結構產品中得到了廣泛的應用。而在工業焊接的過程中,經常會產生氣孔、出現裂紋、接頭“等強性”等現象,極大了影響到工業生產制造的質量。首先,焊接過程中產生氣孔主要是由氫氣導致的,而氫氣來源主要來自于各種原因產生的水,避免氣孔的主要途徑是通過消除熔池吸水來解決的,具體方法包括,焊前的處理,需要焊接材質的干燥,做好焊接前的工件表明雜志的清除工作,確保氬氣中含水量低于0.08%;焊接過程中,做好焊接工藝,通過控制熔池高溫時間,促進氫的析出,也就是說可采用高溫情況下快速焊接,以提高氫的析出。其次,導致焊接裂紋的原因包括以下兩方面,第一,熔池存在脆性溫度區間,從液態到冷卻凝固的時間內,存在某一穩定范圍,強度和脆性低,容易出現焊接裂縫;第二,較大的焊接膨脹系數,使得熔池冷卻的過程中存在較大的拉伸變形,尤其是在脆性溫度區間,增強了冷卻凝固過程中裂縫出現的幾率,為此,可以通過縮短脆性溫度區間,提高焊接工藝及填充其他金屬元素等方式,防止焊接過程中出現過多的裂紋。最后,針對非時效強化鋁合金焊接過程中,出現等強性問題,退火焊接,接頭之間等強,冷卻狀態下,接頭之間非等強;而時效強化鋁合金,無論是在退火還是冷卻情況下,接頭彼此之間都會出現非等強現象?梢酝ㄟ^焊后熱處理,加墊板及強調焊接順序等方式,避免接頭非等強的出現。
三、鋁及鋁合金新興焊接技術
傳統的焊接技術包括TIG焊、MIG焊等,相對來說所需的設備、設施簡單,應用時間長,技術純熟,能夠很好的節約成本。但是在實際焊接過程中,經常會出現焊接問題,無法滿足高質量、高性能的焊接需求,極大的限制了工業制造的水平。針對傳統焊接過程中出現的問題,現代新興焊接技術將朝著以下方向發展。
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