汽车铝合金车身焊接工艺开发与应用分析

发表时间:2020/12/21   来源:《科学与技术》2020年22期   作者:邵得森 张贺
[导读] 随着国门打开,国内外交流逐渐频繁,国内经济发展迅速。
        邵得森  张贺
        长城汽车股份有限公司徐水分公司 河北保定 072550
        摘要:随着国门打开,国内外交流逐渐频繁,国内经济发展迅速。各行业都开始快速发展。各行各业之间都是有着千丝万缕的关系,近年来电子行业兴起带动了物流业同时刺激了国内的运输行业,目前国内主要的运输路线就是海上运输、陆地运输、空中运输。目前国内不仅仅是运输行业发展迅速,国内的航天技术与汽车的制造技术也在逐渐发展。本文主要是针对舰船、汽车以及航天这三个方面对于铝合金焊接技术的使用情况以及目前国内的铝合金焊接技术的发展情况,结合国内外的铝合金焊接技术的相关技术与实践经验,进行了一系列的了解。
        关键词:船舶  航天技术  汽车  铝合金  焊接  工艺  应用
        一、铝合金基本简介
        首先,铝以及合金这些材料主要的特点就是有很强的耐腐蚀性、导向性、导热性,同时这些材料的强度和硬度也非常高,在工业领域以及航天领域和汽车等一些对于材料要求比较高的行业应用比较广泛、同时,铝合金的产量仅仅低于钢铁的产量,不敢保证在之后的发展中会不会有更优秀的发展与使用。目前,铝合金主要应用的行业是汽车制造行业、船舶行业、国防部以及航天航空行业、容器制造、娱乐和体育器材的制造。近年来,随着国内外的交流越来越频繁,国内的铝合金技术通过借鉴一些国外的先进技术,其发展情况越来越好,主要可以通过三个方面来表现:
        1.1传统焊接技术的创新:对于传统焊接技术的改革主要就是出现的新型铝合金焊接技术:低频调制型脉冲 MIG焊,交流 MIG焊,双焊枪 TIG焊,穿孔型等离子弧立焊这些都是以创新为基础在进行的技术改革。
       1.2高能密度焊接技术:目前,在铝合金焊接行业中,我们在积极进行高能密度焊接技术的融合,其中包括:电子束焊、YAG激光焊。
        1.3摩擦搅拌焊:在铝合金焊接工艺中使用了摩擦搅拌焊。
二、铝合金的焊接特点
      2.1铝合金材料的导热性强
        与其它例如碳素钢和低合金钢之类的焊接材料相比较而言,铝合金这一焊接材料具备较强的导热性能。在焊接过程中,由于铝合金材料具备的导热性强的特征,从而其焊接时所需要消耗的能量也比其它材料要多的多,因此在焊接时则需要选择能量集中且功率大的焊接能源,才能获得更高质量的焊接产品。
        2.2铝合金材料的膨胀系数大
        依旧与碳素钢和低合金钢这两种焊接材料相比,铝合金的膨胀系数相比这两种材料要大的多。由于铝合金膨胀系数大这一特征,使得其在焊接时具有变形的能力,因此则需要根据这一特性,选择适合的焊接方式,如变形焊接,采用合适的焊接材料与焊接方法,从而获得更高质量的产品。
        2.3铝合金材料较容易被氧化
        由于铝合金材料在空气中焊接时极其容易与空气产生氧化反应,从而生成不易清除的杂质,且一旦氧化物的产生,则会对焊接效率和焊接质量产生极大的负面影响。因此,在焊接前,需要对铝合金材料表面的氧化物进行处理,将其杂质清除干净后再进行下一步焊接的操作,如此才能充分发挥铝合金材料的优势。


        2.4铝合金材料在液态的状态下能溶解大量的氢物质
        因为铝合金材料在液态的情况下极其容易溶解大量的氢物质,而在固态形式下却不易溶解氢物质,但在焊接过程中,铝合金材料是以液态形式存在的,且在焊接时由于氢物质与其产生反应,导致焊接完成的产品中出现气孔,如此则会对后期使用造成一定的影响。所以,在铝合金焊接过程中,则需要对其周围的氢物质进行严格的控制,以减少产品中气孔的出现。
2.5汽车车身焊接技术的特征
在汽车生产中,汽车车身焊接技术的作用非常重要,其具备承前启后的影响,而且车身焊接的主要特点分为实用性、关联性、广泛性,所以,必须不断的更新焊接技术,才能进一步满足市场不断变化的需求。因为,现代汽车在功能、结构等方面都在不断变化与更新,这也使得车身焊装技术和相关工艺正在面临着更大的挑战。当前汽车车身相较于老式汽车而言,其更多采用的是新型材料,并且将更加先进的焊接技术应用在焊接过程中。同时,因为汽车质量与车身焊接具有极为密切的关系,因此,人们正在不断的注重对汽车安全性的追求。而要想确保汽车的安全性能,不光要进一步运用相应的措施在安全物理防护、车身设计等方面,而且还要不断的从精度和强度上关注汽车车身构造,另外,由于焊接技术方面会从稳定性方面影响到零件连接质量,而且还对汽车的安全性能有影响,所以,一定要高度重视汽车车身焊接技术,以不断的提升汽车车身焊接技术质量与水平。
  三、焊接材料与方法
        3.1焊接所需材料
        在铝合金焊接过程中,所需要的材料主要包括以下几种:(1)焊丝铝合金焊接除了对焊接工艺有着极高要求之外,其在焊丝选取上的要求也是相对较高的,对于铝合金材料所需要的焊丝而言,要求其在各方面性能都要与焊接材料相近,甚至其纯度还要高于焊接材料;(2)钨材料,利用氢弧焊接工艺进行焊接时,其还需要钨材料作为焊接的辅料,通常使用的钨材料包括纯钨、钍钨、铈钨和锆钨这几种;(3)焊剂,在使用气焊工艺焊接时,需要以钾、钠等元素材料作为焊接的辅助材料,其可以帮助清除焊接材料表面的附着物,提高焊接质量;(4)焊接保护气体,在焊接过程中,针对焊接工艺不同除了需要以上几种材料之外,还需要焊接时所用的保护气体,焊接保护气体通常情况下,选取的是氩气、氦气或两者混合气体这三种作为焊接时的保护气体。
        3.2焊接方法
        对于铝合金这种焊接材料而言,不论何种焊接方法,都可以作为铝合金材料的焊接方法。而通常所说的选择主要针对使用地方的差异,针对不同的场合,选取其适合的焊接方法。另外,在焊接完成后,还需要对机械进行焊后清理,以及对产品连接细缝处进行缝合处理。
  结语
        综上所述,在产品焊接方面,我们要正确选取焊接的材料与方法,只有选取正确的材料与方法,才能确保焊接完成的产品符合使用要求。对于不同的焊接材料,在焊接前要充分了解该材料的特性,根据材料的特性选择适合该材料焊接的方法,以此充分发挥材料的性能。而对于不同的产品,则需要根据实际情况选取焊接所适合的材料,以防出现焊接材料不适合而导致产品使用效率不高的情况。通过材料与方法的正确选择,从而获得更多的符合要求的产品。
        参考文献
        [1]叶琦.焊接技术[M].北京:化工业出版社,2005(02).
        [2]周振丰.金属焊接原理及工艺[M].北京:机械工业出版社,1986.
        作者简介
        彭双科(1986-08),男,汉族,籍贯:湖南省株洲市,学历:大学本科,当前职务:焊接,当前职称:焊接工程师。      
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