铝及铝合金先进焊接技术

发表时间:2021/7/5   来源:《基层建设》2021年第10期   作者:李修鹏 郭非飞
[导读] 摘要:目前,在工业生产中,对于铝与铝合金的需求量不断地增多,而且工业生产焊接技术已经得到了全面的优化与创新,解决了传统铝与铝合金在生产焊接中所存在的问题,提高了工业生产设备质量,提升了工业生产效率。
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        摘要:目前,在工业生产中,对于铝与铝合金的需求量不断地增多,而且工业生产焊接技术已经得到了全面的优化与创新,解决了传统铝与铝合金在生产焊接中所存在的问题,提高了工业生产设备质量,提升了工业生产效率。因此,本文通过对铝及铝合金先进焊接技术进行研究与分析,主要就是为了能够有效的利用铝与铝合金先进焊接技术水平,并为工业企业创造更多的经济效益。
        关键词:铝;铝合金;先进焊接技术
        前言:
        铝及铝合金自身具备着一定的耐腐性、导热性、导电性。在当前的工业生产、航空制造、汽车制造、铁路制造等行业中得到了广泛的应用。目前,我国铝与铝合金的焊接技术在不断的发展下,进行了创新与优化,实现了现代化先进焊接技术。先进的焊接技术目前在自动化技术中得到了应用,而且为自动化焊接技术提供了良好的理论基础,为焊接事业的发展创造了良好的空间。因此,本文所研究的内容,对A铝及铝合金先进焊接技术具有重要意义。
        一、铝及铝合金焊接概述
        铝及铝合金材质相对较轻,但是具备有着一定的强度以及抗耐性,所以也使得铝与铝合金材质在许多的工业化生产中得到了一定的应用,但是在实际的焊接过程中,经常会出现在焊接接头位置,出现气孔、裂缝以及接头“等强性”问题,对生产制造质量造成了严重的影响。
        铝与铝合金在焊接时,其中所产生气孔主要就是在焊接中所产生的氢气,形成的气孔,氢气的来源就是空气中的氢气以及水蒸气,要想在焊接的过程中,避免生成气孔,就需要在焊接前,对铝或者铝合金材质进行处理,保持焊接材质外部达到干燥的同时,需要利用消除熔池吸水对焊接材质表面所储存的杂质进行清除,同时需要确保氩气中的水含量达到0.08%以下,同时需要合理地利用焊接技术,控制好熔池高温,在高温的情况下进行焊接,以此能够使得氢气得到析出。
        而在焊接的过程中出现裂缝主要原因,就是在焊接的过程中熔池在处于脆性温度间,在液态冷却凝固时,强度以及脆性会逐渐地降低,从而导致在焊接中,会出现大量的裂缝。另外,焊接系统相对较大的过程中,会导致熔池在冷却时,会出现拉伸变形,而且形变程度相对较大,在熔池的脆性温度间,如果冷却时间较长的情况下,则裂缝出现的几率也会逐渐增多。要想有效的解决该问题,就需要将脆性温度区间进行缩短,并且在合理地通过使用焊接工艺,将其余的金属元素进行填充,以此避免在焊接中,出现过多的裂纹。
        在焊接过程中,进行非时效强化铝合金焊接时,经常会出现等强性、接头之间等强性问题,在焊接退火以及冷却的过程中,接头之间值出现非等强现象,在通过利用焊接后热处理,在焊接中利用加垫板等方式,对焊接顺序进行强调,同时可以有效避免在接头位置,出现非等强情况。
        二、铝及铝合金新兴焊接技术的发展与应用
        (一)传统焊接方法的革新
        在对微处理单元(MCU)、数字信号处理器(DSP)等一些现代化科技产品进行优化与创新后,传统的TIG焊接技术以及MIG焊接技术方式在现代化新兴科学技术的作用下,实现了低脉冲MIG焊接技术、交流MIG焊接技术以及双焊枪TIG焊接技术等,在改革发展与创新的作用下,不仅可以通过焊接技术,提升生产效率,同时还能够保障焊缝质量,为生产降低一定的成分。与传统的一些焊接技术相比,以上三种焊接技术在实际的应用中,不仅焊接工艺水平得到了提升,而且也节约了一部分能量,在焊接的强度还是延展性上,都得到了全面的提升,低脉冲MIG焊接技术在实际的焊接过程中,不仅可以气孔的出现,而且能够降低焊缝的敏感性,保障焊接质量。目前该技术在油箱以及车辆外壳生产制造中较为常用。
        (二)高能密度焊接
        高能密度焊接技术包含了铝及铝合金的激光焊、变极性等离子电弧焊、电子束焊接等均属于高能密度焊。


        (1)徼光焊
        激光焊在20世纪中期就已经被研发了出来,其中包含了CO2激光焊、YAG激光焊等,在实际的应用中,不仅密度高,而且穿透性较强,在焊接的过程中,缝隙受热影响相对较小,而且不易发生变形,同时焊接部位额接头强度也相对较高。其次,在工业生产中,能够提高生产效率。最后,在焊接中可以实现自动化焊接以及精密控制焊接,能够对物体中的金属材料进行焊接,但是铝及铝合金材质由于对于激光有着一定的反射性,而且自身具备着极强的导热能力,所以在利用该焊接技术的过程中,很容出现气孔以及裂缝出现,为了能够对其进行改变,近年来加大了对激光焊接技术的改善,并且是先了复合激光焊接技术等,可以在薄板以及厚板材质中进行焊接,目前激光焊接技术已经在航天以及汽车生产制造行业中得到了广泛的应用。
        (2)电子束焊
        电子束焊接技术在20世纪初期通过不断地研究,实现了真空电子柬焊、非真空电子东焊两种焊接技术,不过一般在实际的工业化生产中,采用真空电子束焊接技术较为常用,该技术不仅精确,而且焊接速度较快、焊接密度相对较高,具备着极强的穿透能力,而且保护效果也相对较好,不过在铝及铝合金的焊接过程中,由于整体的受热密度相对较高,可以有效地减少受热影响区,来提升焊接接头强度,从可以避免出现裂缝等问题,同时该技术由于密度以及穿透能力较高,所以在焊接的过程中,铝合金厚板可以有效地进行焊接,在航天以及汽车制造中使用要求较高的铝合金,都使用电子束焊接技术进行加工。
        (3)变极性等离子电弧焊
        变极性等离子电弧焊也被称之“零缺陷焊”,在进行铝及铝合金的焊接过程中,其射流速度相对于普通电弧速度的10倍,而且能量密度更加集中,不易在焊接中出现变形情况,而且在接头性能以及木材强度中,焊接厚度可以达到2.5cm,实现双面焊接,而且在遍极性等高子弧焊接目前在航天产品焊接中较为常用。
        (三)搅拌摩擦焊
        搅拌摩擦焊接技术在1991年,英国焊接研究中发现了该技术,并且提出了该技术的应用,在不断的发展过程中,搅拌摩擦焊接技术在军事行业以及工业领域中,得到了广泛的应用。搅拌摩擦焊在实际应用中,残余应力相对较小,而且焊接也不易发生形变,自身的应用成本相对较低,而且在许多行业中都可以进行使用。不过搅拌摩擦焊接技术也具有一定的局限性,需要的机械力相对较大,而且机械设备在缺乏刚度的情况下,自身柔性也相对较低。搅拌摩擦焊接技术目前在铝合金的结构链接制造中应用较为广泛,甚至逐渐地取代了熔焊接方式,提高了整体的焊接质量以及焊接效率。在目前的运载工具中,逐渐地实现了高速化以及轻型化,其技术的经济效益也十分地显著。
        结束语:
        铝及铝合金焊接技术在不断地发展与创新作用下,实现了先进焊接技术,为工业化生产带来了一定的帮助,新进焊接技术不仅可以全面地提升焊接质量,而且焊接性能相对较高,解决了传统焊接技术中所存在的不足,同时也有效地提高率铝结构以及铝合金结构的整体焊接制造水平,为我国的工业化生产发展带来了极大的促进作用,为生产制造质量提供了良好的保障。
        参考文献:
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