1、 鋁及鋁合金焊接工藝的現狀和發展趨勢   對鋁及鋁合金焊接特點進行分析，比較了TIG、MIG、PAW不同焊接方法焊接鋁及其合金時的優缺點。通過攪拌摩擦焊及變極性焊接兩種焊接工藝的介紹，結合本企業產品，對兩種焊接方法的應用進行了展望。隨著科學技術的進展，低密度、高強度金屬材料越來越多地得到應用，鋁合金以其低溫特性、質量輕、強度高的優點，已經被廣泛應用在航空航天、機車和民用工業中，成為一種重要的加工材料。    在鋁合金的加工過程中，鋁合金的焊接是其中一個重要的加工環節。鋁合金導熱快在空氣中簡單被氧化，其表面形成一層致密、難熔、體積質量大的氧化膜，阻礙基體金

2、屬的熔合。所以對于鋁合金焊接必需牢靠清理其表面致密氧化膜，才能保證正常的焊接。     目前鋁合金的焊接方法有溝通TIG、直流氬弧TIG、熔化極氣體愛護焊MIG、穿孔變極性等離子焊接、真空電子束和激光以及攪拌摩擦焊等，但應用較多的仍舊是溝通TIG和MIG兩種方法，其余的不是工藝或設備不成熟，就是設備價格昂貴、應用場合受限制等因素而沒有得到廣泛應用。在此通過對鋁及其合金焊接特點及常用焊接方法的分析，對目前比較先進的鋁合金焊接技術一攪拌摩擦焊和變極性焊接進行簡要介紹。    鋁及其合金的焊接特點    1.1.采納熱量集中的焊接

3、特點    從物理性能上看，鋁及其合金具有導熱性強而熱量大，線膨脹系數大，熔點低和高溫強度小等特點。焊接時，首先必需采納能量集中的熱源，以保證熔合良好；其次，要采納墊板和夾具，以保證裝配質量和防止焊接變形。例如，純鋁在370C左右時強度不超過9.8N/mm2，因此焊接時不能采納懸空方式，否則會因支持不住溶池液態金屬的重量而破壞焊縫成形。    1.2.有氧化膜，焊接時需要陰極清理    從化學性質上看，鋁及其合金表面極易形成難熔的氧化膜(三氧化二鋁的熔點2050°C)，而鋁只有660°C，所以焊

4、接時必需先除氧化膜，否則會造成焊縫金屬夾渣及未熔合。    1.3.溶池不易觀看    鋁及其合金由固態轉變為液態時，并無顏色的變化，因此也不易確定接縫的坡口是否熔化，造成焊接操作上的困難。    1.4.焊縫氣孔傾向大    首先，液態鋁對氧的溶解速度比固態下大20倍左右，加上鋁導熱快，氣體來不及逸出而造成氣孔；其次，三氧化二鋁易吸附水分而使焊縫產生氣孔；母材及焊絲未清理潔凈(油和水)、愛護氣體不純也是造成氣孔的一個方面。    1.5.焊接接頭的等強性 

5、0;  鋁合金焊接后接頭軟化，表現在強度或塑性有所下降，這種接頭的性能上的薄弱環節，可以存在于焊縫、熔合區或熱影響區三個區域中的一個區域之中。總之，由于鋁合金焊接的敏感性，往往存在著檢驗工序多、氣孔率高、焊接變形大以及接頭強度系數低(只達母材的60-80)等缺點。    常用焊接方法的特點    鋁及其合金常用的電弧焊接方法主要有溝通鎢極氬弧焊(TIC)和熔化極氣體愛護焊(MIG)。    2.1.鋁合金的溝通TIG焊接    2.1.1.對于溝通TIG焊接，最常用的是溝通方波。即用電源輸出的溝

6、通負半波對鋁合金氧化膜進行破裂處理(也稱為“陰極破裂”)，正半波對鋁合金進行熔化焊接。    2.1.2.溝通TIG焊接的優、缺點    優點：溝通TIG一般適用于焊接薄板(3mm以下)；具有電弧穩定、成形美觀、焊件變形小、操作敏捷等優點；最適合于焊接尺寸較精密的小零件。    缺點：由于受鎢極允許電流密度的限制，它的熔透力量小，對于厚板需要開坡口，采納多層焊，由此導致熱輸入量大，焊接變形大，接頭性能下降，尤其是塑性性能；對工件及焊絲的清理要求高。    2.2.熔化極氣體愛護焊(MIG)接的優

7、、缺點    優點：適用于焊接厚度8mm以上的鋁或鋁合金的板材；生產效率是TIG的3-5倍。    缺點：氣孔傾向比TIG焊大；焊接線能量大，焊接變形大；同樣對工件及焊絲的清要求高。    總之，以上兩種焊接方法具有工藝要求高，對焊接材料的要求高，簡單產生氣孔，接頭性能下降等問題。    鋁及其合金的攪拌摩擦焊接    攪拌摩擦焊是英國焊接討論所創造的一種新興的固態連接方法。通過攪拌針和軸肩與工件之間的摩擦熱，在攪拌針的四周形成塑性軟化層，軟化層在攪拌頭高速旋轉的作用下填充人攪拌針后所形成的空腔內，從而實現牢靠的連接。它不僅具有傳統摩擦焊接的優點，而且突破了傳統摩擦焊接只能焊接軸類零件的限制，可以焊接板類零件，實現多種接頭形式，不同位置的焊接。    與傳統焊接方法相比，攪拌摩擦焊具有以下特點：    3.1.焊接過程無熔化，因此無氣孔、裂紋、夾渣等