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(yè)生產,包括汽車制造、航空航天等制造業(yè)。近些年來,我國的鋁及鋁合金焊接技術發(fā)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(yōu)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(fā)及高性能鋁合金產品的發(fā)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(yè)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(yè)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(qū)間,從液態(tài)到冷卻凝固的時間內,存在某一穩(wěn)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(qū)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(qū)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(tài)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。可以通過焊后熱處理,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(tǒng)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(jié)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(yè)制造的水平。針對傳統(tǒng)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(fā)展。
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