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铝合金的焊接方法

发布时间: 2020-10-19 00:14 作者:   彩八仙人工计划

  、大规格、耐高温、耐腐蚀和耐疲劳等优点,在航天、航空、汽车等行业中越来越具有不可替代性。铝及铝合金的焊接已经不仅仅局限于以前的焊条电弧焊、普通氩弧焊、气体保护焊等基本的焊接方法,现也逐步向高质量、高效率、高新技术、低成本、低能耗、低劳动强度的方向发展。铝及铝合金的传统焊接方法主要是技术成熟,设备简单,相对于新型的焊接技术来说更能节约成本,但对于高难度焊件皆无能为力了,下面介绍一下目前较为先进的焊接方法:

  随着微处理单元(MCU)以及数字信号处理器(DSP)等科技的发展,结合传统的TIG焊和MIG焊,目前开发出了双焊枪TIG焊、低脉冲MIG焊和精密交流MIG焊等焊接方法,可以用来焊接对表面质量和内在质量均要求较高的铝合金部件(如自行车架、壳体、油箱等)。

  激光焊诞生于20世纪60年代,主要有CO2和YAG等激光焊,其主要优点包括以下三个方面:一是能量密度高,深穿透,焊缝热影响区小,变形小,接头强度高;二是生产速度快,效率高;三是焊接过程中可采用自动化和精密控制,实现对密闭透明物体内部的金属材料进行焊接,但由于铝合金对激光具有很高的反射性且由于其自身的热导率较高,因此焊接中容易产生气孔、热裂纹。铝合金高温支持强度低,铝及铝合金焊缝在焊接中容易产生塌陷和接头软化等缺陷。为了克服铝及铝合金焊接过程中的这些缺点,国内外对激光焊接技术不断改进,研究了复合激光焊接技术、双束激光焊和超声振动激光焊等。如激光TIG焊和激光MIG焊,分别适用于薄板和厚板的焊接。目前激光焊在航空航天、汽车制造、轻工电子等领域得到广泛应用。

  电子束焊,电子束焊分为真空电子束焊和非真空电子束焊两大类,但通常焊接都是采用真空电子束焊接。真空电子束焊接的突出特点是静确、快速,高功率、高密度、高穿透能力强、可控性好、保护效果好。铝合金的电子束焊接,由于能量密度高,可大大减小热影响区,提高焊接接头强度,可避免热裂纹等缺陷的产生,且由于穿透能力强,所以可对难以焊接的铝合金厚板进行焊接。因此,在航空、航天和汽车制造业等领域,质量要求高的铝合金零部件均是采用电子束焊进行加工,如运载火箭的贮箱壳体和汽车的变速器齿轮等均采用电子束焊。

  变极性等离子电弧焊又被称为“零缺陷焊”,变极性等离子电弧焊在铝及铝合金焊接中的优点是具有很高的能量密度和射流速度(射流速度是普通电弧射流速度的2~15倍),使其能量更集中,线能量更小,焊接变形小,接头性能可以和母材等强;变极性等离子电弧焊一次可以焊很厚的板,最厚可达25mm,可以单面焊双面成型,变极性等离子电弧焊接铝的这些优点可以大大地减少焊接工序和缩短焊接时间,使焊接过程既可以提高工作效率,又可以提高焊接构件的质量。目前变极性等离子弧焊接主要应用于航天产品的焊接中。

  搅拌摩擦焊是如今已经作为一种新兴技术泛应用于军事和工业等领域。搅拌摩擦焊具有无焊接变形、残余应力小、焊接接头的综合力学性能优良、成本低、适用范围广、焊接质量对人的依赖程度很低等优点。搅拌摩擦焊的局限性是焊接时机械力很大,需要焊接设备有很好的刚性;与弧焊相比,搅拌摩擦焊缺少焊接操作的柔性。但搅拌摩擦焊作为先进的固态连接技术,尤其是应用在现代运载工具的高速化、轻型化进程中,技术经济效益显著。因此正在大面积取代熔焊方法,广泛应用于铝合金结构件的连接制造。

  随着焊接技术的发展以及计算机控制与焊接技术相结合,自动化和智能化的焊接设备不断涌现,铝及其合金的焊接变得更容易!

  2、电子束焊,电子束焊分为真空电子束焊和非真空电子束焊两大类,但通常焊接都是采用真空电子束焊接。真空电子束焊接的突出特点是静确、快速,高功率、高密度、高穿透能力强、可控性好、保护效果好。铝合金的电子束焊接,由于能量密度高,可大大减小热影响区,提高焊接接头强度,可避免热裂纹等缺陷的产生,且由于穿透能力强,所以可对难以焊接的铝合金厚板进行焊接

  3、变极性等离子电弧焊又被称为“零缺陷焊”,变极性等离子电弧焊在铝及铝合金焊接中的优点是具有很高的能量密度和射流速度(射流速度是普通电弧射流速度的2~15倍),使其能量更集中,线能量更小,焊接变形小,接头性能可以和母材等强;变极性等离子电弧焊一次可以焊很厚的板,最厚可达25mm,可以单面焊双面成型,变极性等离子电弧焊接铝的这些优点可以大大地减少焊接工序和缩短焊接时间,使焊接过程既可以提高工作效率,又可以提高焊接构件的质量。目前变极性等离子弧焊接主要应用于航天产品的焊接中。

  钨极氩弧焊法e69da5e6ba57a686964616f264主要用于铝合金,是一种较好的焊接方法,不过钨极氩弧焊设备较复杂,不合适在露天条件下操作。

  这种焊接方法可以用来焊接厚度在5mm以下的铝合金薄板。但是在焊接时用的设备比较复杂,焊接电流大、生产率较高,特别适用于大批量生产的零、部件。

  脉冲氩弧焊可以很好的改善在焊接过程中的稳定性可以调节参数来控制电弧功率和焊缝成形。焊件变形小、热影响区小,特别适用于薄板、全位置焊接等场合以及对热敏感性强的锻铝、硬铝、超硬铝等的焊接 。

  搅拌摩擦焊首先并主要在铝合金、镁合金等轻金属结构领域得到越来越广泛的应用,此方法的最大特点就是焊接温度低于材料熔点,可避免由熔焊所带来的裂纹、气孔等缺陷。

  铝及铝合金在现代工程技术所用的各种材料中占有举足轻重的地位,它在世界年产量仅次于钢铁而居第二位,在有色金属中则居第一位。如果说铝合金最初是在航空工业中崭露头角的话,那么近几十年来,除航空工业外,在航天、汽车、船舶、桥梁、机械制造、电工、化学工业及低温装置中已大量应用铝及铝合金,以制造各种部件、油箱、耐蚀容器及导线等。目前铝合金焊接结构中应用最广的是防锈铝合金,即铝镁合金和铝锰合金。

  其他一些焊接方法(如等离子弧焊、电子束焊、真空扩散焊等)也可以容易地将铝合金焊接在一起。

  铝合金常用焊接方法的特点及适用范围见表1。应根据铝及铝合金的牌号、焊件厚度、产品结构以及对焊接性的要求等选择。

  氧-乙炔气焊火焰的热功率低,热量较分散,因此焊件变形大、生产率低。用气焊焊接较厚的铝焊件时需预热,焊后的焊缝金属不但晶粒粗大、组织疏松,而且容易产生氧化铝夹杂、气孔及裂缝等缺陷。这种方法只用于厚度范围在0.5~10㎜的不重要铝结构件和铸件的焊补上。

  这种方法是在氩气保护下施焊,热量比较集中,电弧燃烧稳定,焊缝金属致密,焊接接头的强度和塑性高,在工业中获得起来越广泛的应用。钨极氩弧焊用于铝合金是一种较完善的焊接方法,但钨极氩弧焊设备较复杂,不宜在室外露天条件下操作。

  自动、半自动熔化极氩弧焊的电弧功率大,热量集中,热量影响区小,生产效率比手工钨极氩弧焊可提高2~3倍。可以焊接厚度在50㎜以下的纯铝及铝合金板。例如,焊接厚度30㎜的铝板不必预热,只焊接正、反两层就可获得表面光滑、质量优良的焊缝。半自动熔化极氩弧焊适用于定位焊缝、断续的短焊缝及结构形状不规则的焊件,用半自动氩弧焊焊炬可方便灵活地进行焊接,但半自动焊的焊丝直径较细,焊缝的气孔敏感性较大。

  用这种方法可明显改善小电流焊接过程的稳定性,便于通过调节各种工艺参数来控制电弧功率和焊缝成形。焊件变形小、热影响区小,特别适用于薄板、全位置焊接等场合以及对热敏感性强的锻铝、硬铝、超硬铝等的焊接。

  可采用的平均焊接电流小,参数调节范围大,焊件的变形及热影响区小,生产率高,抗气孔及抗裂性好,适用于厚度在2~10㎜铝合金薄板的全位置焊接。

  钨极氩弧焊法主要用于4102铝合金,是1653一种较好的焊接内方法,不过钨极氩容弧焊设备较复杂,不合适在露天条件下操作。

  这种焊接方法可以用来焊接厚度在5mm以下的铝合金薄板。但是在焊接时用的设备比较复杂,焊接电流大、生产率较高,特别适用于大批量生产的零、部件。

  脉冲氩弧焊可以很好的改善在焊接过程中的稳定性可以调节参数来控制电弧功率和焊缝成形。焊件变形小、热影响区小,特别适用于薄板、全位置焊接等场合以及对热敏感性强的锻铝、硬铝、超硬铝等的焊接。


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