孙书茂 孔庆敏
中国中车青岛四方机车车辆股份有限公司 山东 青岛 266111
摘要：因为铝合金具备的使用性质，无论是汽车制造还是航天航空等相关领域发挥着重要作用。出于更加高效运用使铝合金，由此产生了焊接技术，现阶段此技术已获得大范围应用。对此，本文将对此技术的相关应用加以简要分析。
关键词：焊接技术；铝合金；分析；应用
引言：基于高速发展的科学技术，在很大程度上推动了铝合金焊接技术的发展，一方面将以往焊接技术存在的不足加以弥补，另一方面提高焊接铝合金的质量并增多其焊接方式更多。铸造铝与变形铝是常见的铝合金类型，社会越来越多的领域在这一技术的有力支持下，得到了相应的进步与发展，例如体育器材、航天航空等。因此，合理运用该技术具有较大的现实意义。
一、电子束焊
其是通过电子束对焊件连接位置进行轰击形成的热能，因为这种技术能集中热量、轰击面小加之具有较强的穿透力，进而熔合焊件[1]。可实际上，通常此方式的应用环节条件是抽真空，这样能有效避免空气破坏焊缝以及氧化膜，所以该项技术广泛应用于工业领域。另外，此项焊接技术也窜在一定弊端，一方面相对繁琐的操作环节以及偏高的成本，另一方面由于环境条件，会对工件的形状造成较大限制，严重降低了技术的适用性。与此同时，若是受到电磁场的影响，在很大程度上难以保障焊接质量。在完成焊接之后会形成裂纹、气孔等缺陷。产生此现象的原因如下：（1）部分气体被铝合金溶解，由此降低析出；（2）有气体掺杂在焊接过程使其热膨。借助强化焊接之前的处理，采取重熔技术能对孔隙缺陷有效抑制。
二、激光焊接
激光是这种技术的热源具有更高的先进性，在微小区域实现能量极高地聚焦，由此通过尽可能小的耗费得到最优的能量密度，对比以往采取的焊接工艺，不仅具备强大的聚焦力，而且拥有良好的热源传输性，在一定程度上提高了能量使用效率。依据具体焊接时不同的熔深标准，能将其划分为深熔以及热导焊接。（1）关于激光，具有更高的激光强度，被激光照射的位置会快速升高金属温度，实现金属气化，在表面因为金属蒸汽而出现凹陷，进而产生小孔。金属在熔融后呈现液态从而将小孔填满，基于逐渐降低的温度，在一定时间之后凝固变为焊缝。（2）对于热导焊接而言，在涉及焊接处理的金属表面照射激光，因为其具备较大能量所以金属会形成大量热量，然后逐渐将热量扩散至内部，由此出现焊接熔池，伴随降低的温度内部的混合金属会变为焊缝。通常运用这种技术的工件，会具有理想的力学性能，由于不需要过长的加热时间，一方面焊件的焊缝宽度较小，而且焊接变形并不多见。
（一）优势分析
由于工作区域范围内能量可以集中而且密度偏高，在工业区可以达到快速冷凝与加热。实际上未接受焊接的基材同焊缝自身呈现的力学性能较为相似，与此同时基材具有十分理想的抗拉强度，普遍应用在工业领域。相比以往使用的焊接方式，该技术的优势如下：
第一，直径较小的激光光斑，热影响范围较小，较大的焊缝深宽度[2]。
第二，较高功率密度，能实现对难熔材料的焊接，而且能焊接材质不一样的材料。
第三，不会受限于导电材料，不必应用在抽真空环境下，整个焊接过程不仅灵活而且安全。
第四，因为是非接触焊接，所以需要焊接的工件不会受限于外部相互作用，这样为焊接精确度提供了保障。
第五，能达到自动化效果，通过网络技术进行加工设置，使得过程更加自动化与智能化，进而促进焊接质量的提升。
（二）难点分析
第一，熔池在凝固时，在液态铝里的原本溶解，会逐渐境地氢溶解度，这样氢会进入到过度的饱和状态，虽然能析出可是不抵溢出氢气从而出现气孔。
第二，因为激光具备相对高的实际初始反射率，能量很多被浪费，所以降低了能量使用效率。基于此，应采取大功率、高质量的光束实现焊接。
第三，光斑直径有必要很小，保证焊接装配的合理间隙，避免出现泄漏等问题。
第四，焊件接头位置在进行焊接过程时，其晶粒会变得粗大而且密度逐渐降低大，导致接头很容易出现软化，在很大程度上无法确保其强度，进而对焊接过程造成阻碍。
第五，因为较大的热膨胀系数，导致在凝结会发生程度较大的体积收缩，加之无法达到同步的收缩，使得工件出现变形。
三、摩擦搅拌焊
之所以其优势体现的十分显著，能够较好地焊接铝合金，关键在于其工作原理。能够进一步提升焊接接头质量，特殊焊针伸入母材以及将母材的轴肩紧压，在高速旋转中形成较大的摩擦热，因此在焊针周边出现相应的塑化层，这时候将工件移动，在焊针的旋转向以及侧面会发机械搅拌作用以及顶锻作用，然后通过有关运作达到相应的塑性状态，然后在冷冻后变为焊缝。
（一）优势分析
第一，焊接头出色的综合力学性能。在对铝合金进行焊接时，不涉及铝合金的融化，传统工艺下的铝合金很容易出现裂纹或者是气泡，而且通过这一焊接工艺能在不超过铝合金熔点的条件下实现焊接，而且焊接会充分将机械搅拌作用发挥出来。完成焊接后产形成较小的残余应力。因为较低的焊接温度，铝合金在焊接后较小的残余应力以及结构变形，能确保原件初始物理形态
第二，相对广泛的适用范围。依托此技术的工作原理，能明确其相关应用，一方面能对铝合金良好地焊接，另一方面还能焊接热裂纹。因此，从理论角度分析，摩擦搅拌焊拥有十分广阔的运用范围。
第三，相对较低的焊接成本投入。在前期虽然需要投入较多的成本，可是在其具体生产运用时不需要过多的成本消耗。由于不涉及焊丝、较低的接头表面要求等，偏低的清洁和返修费用等，在一定程度上节省物力和人力。
（二）技术问题分析
实际上，铝合金焊接工业能否具备先进性，会对铝合金效用地发挥造成直接影响。因此，应通过分析存在的现实问题，在此基础上探究这项技术的发展前景。
第一，氧化膜极易在合金表面上形成，若是焊接工艺缺少足够的功率密度，则无法将氧化膜溶解。
第二，在焊接时极容易形成热裂纹以及气孔，若是拥有较大的线膨胀系数，则极易出现变形。
第三，相比钢材，铝合金自身的导热率是其4倍左右，因此热输入应该是钢材的2至4倍。因此，要是不能保证能量密度、没有较高的热输入等，均无法和焊接要求相符。
第四，接头很容易出现软化，从而在一定程度上降低其强度，其也是现阶段限制铝合金作用发挥的首要因素[3]。基于此，应该明确的是铝合金是应用铝合金的重中之重，需要采取新型现代的焊接技术；不断研发更加高效的焊接方法，这才是促进其应用市场拓宽的重要路径之一。
（二）发展前景分析
基于高速发展与不断成熟的铝合金焊接技术，在制造行业实现了铝合金材料的普遍应用与深入发展。同样伴随市场需求的进一步扩大必然会推动该项技术的进步。以船舶行业为例，密度较小的铝合金材料，其可以在根本上降低船舶自身重量，为船舶的稳定航行提供保障。
结束语：作为新型材料代表的铝合金，因为自身具备强耐腐蚀性、密度低等多种优势，加之焊接技术的进步，例如电子束焊、等，相比以往的铝合金焊接技术体现出更明显的优势，若是能实现合理有效地运用，能够大幅度提高其运用范围，从而将铝合金的作用更好地体现于航天、航空以及汽车制造等领域。
参考文献：
[1]张文毓.铝合金焊接技术研究进展[J].轻金属,2010（04）:53-56.
[2]农琪,谢业东,金长义,邓开豪,石秋红.铝合金焊接技术的研究现状与展望[J].热加工工艺,2013,42（09）:160-162+165.
[3]任宏.关于铝合金焊接技术的应用分析[J].中国金属通报,2016（05）:62+64.