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摘要：铝合金在汽车制造业上具有其他材料不可替代的功能，因此铝合金车体发展速度非常快。尤其是近些年来，我国的铝合金材料焊接技术更是发展迅速，出现了很多新兴的焊接技术本文通过概述铝合金CMT焊、TIG焊、高能密度焊、等离子弧焊、MIG焊、摩擦塞补焊及搅拌摩擦焊等几种焊接技术，对铝合金材料焊接工艺的前景进行了展望，并就铝合金材料焊接工艺，分析了各种焊接工艺特点。
关键词：铝合金；焊接方法；展望
1、铝合金材料的应用
铝及其合金材料的加工工艺有铸造、冲压、锻造、挤压以及深加工等。铝的耐蚀性能很好，而且强度好。纯铝的抗拉强度是低碳钢的五分之一，如果经过热处理强化和合金化强化，其强度会大大增加。另外，铝的加工性能好、上色容易且由于本身很轻，安装就轻便很多。铝的熔点低，易于再生。所以，从节能、环保、安全要求的等多方面考虑，铝及铝合金材料是很有锻造价值的金属材料。现全球铝合金焊接技术已经步入技术成熟期，当前铝合金焊接技术的研究热点集中于TIG焊接系统、激光焊接自动控制、搅拌摩擦焊接系统、多种材料的复合焊技术等焊接技术。
2、铝合金的焊接技术
2.1TIG焊接技术
现今，TIG焊接技术已经得到了较为广泛的应用，通过TIG焊薄板焊接技术能够使铝合金材料完美的契合，为铝合金材料的焊接技术提供了更多的可能性。TIG焊具有适用面广、焊接过程稳定、焊接质量好、适于薄板焊接、焊接过程易于实现自动化等优点。但TIG焊也存在抗风能力差、焊接过程不够稳定、容易产生气孔生产效率低等问题。用TIG焊焊接LD10铝合金时，在焊接过程中加入活性剂，结果表明活性剂不但可以改善焊接接头气孔现象，而且可以细化晶粒。通过利用活性焊丝对铝合金进行焊接，同样可以改善TIG在焊接过程中存在的缺陷。利用活性涂层焊丝和活性药芯焊丝对铝合金进行了活性钨极氩弧焊试验，实验结果表明，改善了传统活性焊接中活性剂涂敷不均匀的缺陷，而且焊缝表面成形良好，熔深增加明显。TIG焊的主要用于焊接薄的和中等厚度的铝材料工件。TIG焊接在动车组铝合金车体焊接中的应用以铝合金薄板的手工焊接为主，惰性保护气体通常为纯氩气，其焊接质量较高，能够很好的满足动车组车体的装配精度要求。
2.2高能密度焊
高能密度焊主要应用于新型设备的研制、设备的智能化以及加工的柔性化、束流品质的提高及诊断、新材料的焊接等。激光焊、电子束焊接、等离子弧焊等都是属于高能密度焊。
2.2.1激光焊
激光在很多领域得到了非常广泛的应用，尤其是在铝合金焊接领域中。对35mm厚的5A06铝合金在不同环境压力下进行了一系列的圆盘激光焊接实验，得出了激光焊接过程中环境压力应限制在小于102Pa，使获得高的焊接质量。激光焊焊接铝及其合金时，特别是在热处理过程，必须考虑缺陷存在的可能性，激光焊与传统焊接技术相比，具有很显著的优势，如变形小、热影响范围小、生产效率高、接头损伤轻、热输入低等。激光焊焊缝深宽比相对于传统的方式比较大、热影响区变得比较窄、焊接速度快、焊接变形非常小、能量密度也非常大。但是想要获得良好的成型效果和优质的焊缝，适合的焊接参数尤为重要。
2.2.2电子束焊
电子束焊指利用在高真空环境中会聚高功率密度的电子束轰击工件接缝处所产生的热能进行焊接，是金属加热、熔合，形成焊缝的一种焊接方法，其焊接过程在真空下进行，因为在真空中可以避免空气对焊缝成形的影响［12］。电子束焊接过程中的温度测量是一项困难的工作，基于此，LordJaykishanNayak等［13］对高能高速电子束焊接中热电偶的响应滞后进行了估算，对测量温度进行了修正，验证并报告了能量输入和焊接速度对瞬态温度演化的影响。
电子束焊的尽管加热功率密度大、焊缝深度比大、适应性强。但其也有一定的限制条件，电子束焊进行焊接时的设备较复杂，不易操作。
进行焊接的工件在尺寸和形状上也受限制，且进行焊接前要求电子束焊工件焊前去磁处理，防止有磁偏移从而影响焊接效果。
2.2.3等离子弧焊
等离子弧焊是新型高效的焊接方法，其具有生产率高，焊接效率高、成本低、焊缝质量好、焊接速度快、应力变形小等特点。以3003铝合金为试验对象，采用脉冲等离子弧焊接方法，对其进行焊接试验，并对铝合金的焊接质量和接头性能进行了分析，实验结果表明，采用该焊接系统进行了焊接试验，实现了良好的焊缝成形。铝及铝合金进行等离子弧焊接时常采用矩形波交流焊接电源，而且常用氩气作为保护气体。对于纯铝和防锈铝，采用等离子弧焊，其焊接效果好。在微束等离子弧焊接过程中，电弧光辐射存在三个明显差异的区域，电弧三区的光辐射和尺寸的变化主要是在低频时脉冲电流值的瞬时变化。
2.3电阻点焊
电阻点焊同人工绑扎相比较，具有生产效率高、节约劳动力、降低成本等优点。但由于焊接大电流的作用，焊缝中常会出现缺陷和焊点质量不稳定等问题。为改善电阻点焊对铝合金连接不稳定的缺陷，对5052铝合金压印－电阻点焊复合连接的可行性进行了探究性试验，实验结果表明，压印－电阻点焊复合连接可以实现对5052铝合金接头的有效连接，而且接头的形貌可以利用超声C扫描进行检测。电阻点焊接头熔核尺寸和抗剪力的影响因素有很多，以AlSi12为中间层对A6061铝合金与Q235低碳钢进行了电阻点焊，研究了焊接电流、焊接时间与电极压力对接头熔核尺寸和抗剪力的影响，结果表明，接头熔核直径和抗剪力随焊接电流和焊接时间的增加而增加，而且会随电极压力的增大而降低。与纯铝相比，铝合金的塑性变形温度区窄，线膨胀率大，伸长率小，因此需精确控制焊接参数才能避免裂纹和缩孔。将高频超声振动有效地集成到电阻点焊工艺中，与传统的电阻焊相比，强度和破坏位移都有所提高，而且有效的去除了裂纹。
2.6CMT焊接技术
CMT焊接作为一种添加剂制造方法，已在汽车工业、国防部门和发电厂得到应用 。CMT焊接技术具有热输人量小、电弧更稳定、焊接变形小、焊缝均匀一致等优点。但是因为热输入低，厚板不容易焊透，从而导致效率比较低。针对5083铝合金中厚板拼板，研究如何运用双丝CMT焊接技术来实现单面焊双面成形，确定最佳过渡模式及工艺参数范围。用CMT焊接方法进行钢铝薄板的搭接实验，重点研究了焊接参数对焊缝宏观形貌、力学性能等的影响，结果表明利用二氧化碳保护可以有效促进金属间化合物的生成，使得焊接接头的抗拉强度、塑性和硬度均有所提高。CMT焊在一定程度上优异于MIG焊。基于此，研究了厚板铝合金CMT焊接工艺和脉冲MIG焊接工艺的区别，并进行了实验，结果表明CMT焊接方法可获得相对脉冲焊接更加优良的铝合金焊接接头。CMT焊接技术适用于薄板焊接，尤其是铝件材料的焊接。
结束语
随着科学技术的不断革新，制造业的需求不断提高，也必将促使铝合金材料的焊接方法和技术不断完善和发展，从而使焊接方法逐步向高效率、低成本、低能耗等方向发展，焊接过程也会向自动化、最优化方向进攻。不难预料，铝及铝合金工业的发展前景非常可观，而且现已经影响了我国的经济水平且带动了我国经济的发展。
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