随着铝合金在汽车、船舶、高速列车,航空航天压力容器等制造领域的应用越来越广泛,铝合金焊接技术也不断推陈出新。铝合金焊接新技术主要表现在以下三方面。
一、传统焊接技术基础上的改进及创新。
如双TIG焊、双脉冲MIG焊等。双TIG焊是用两把常规TIG焊枪分别接到焊接电源正负极,工件不接电源,电流从一把焊枪透过工件,然后流向另一把焊枪,这样,在工件与焊枪两边各分别建立一个电弧。双TIG焊接电弧更加集中,熔深更大,焊接厚板的焊接层数少,热影响区更窄,焊后变形小,不易产生裂纹。因而,不仅保证了焊接质量,而且降低了生产成本、提高了生产率。
双脉冲MIG焊也叫低频调制型脉冲MIG焊,是用0.5-50Hz的低频脉冲对高脉冲进行调制,以获得周期性变化的强弱脉冲群,高频可控制一个脉冲过渡一个熔滴,低频可控制一个低频固期形成一个熔池。双脉冲MIG焊可获得较高质量的焊接接头,焊缝气孔少、品粒细、裂纹敏感性低,在很多场合,双脉冲MIG焊可代TIG焊接某些质最要求较高的铝合金部件,如自行车架、器壳体,各式油箱等。
二、高能密度焊接技术的推广及应用,如激光-电弧焊、YAG激光焊。
激光-电弧焊是指将激光与电弧组合起来的焊接方法,激光与电弧的相互作用,以弥补激光或电弧焊方法各自的不足。激光-电弧焊能有效地利用微光能量,焊接速度快,熔焊深度大,产生的焊接热少,焊缝的强度高,焊宽度小,焊凸出小。
而YAG激光焊有可能取代CO激光焊成为主要的铝合金激光焊接技术。现在,奔驰、宝马沃尔沃、保时捷等汽车公司已研制出单面焊的YAG激光焊设备,成功用于汽车铝合金部件的焊接。YAG激光焊接铝合金优点是焊前准备工作少,池窄而深,易实现厚板一次焊接成型;低热输入,热影响区很窄,焊后变形和残余应力小,容易实现自动。YAG激光焊焊接铝合金的缺陷是易产生气孔和热裂纹。故在焊接中高强度铝合金应选择正确的焊接参数和填充焊丝。
三、搅拌摩擦焊FSW技术。
FSW是英国焊接研究所于1991年发明的一种专利焊接技术,经过多年发展,FSW已经成功用于航空航天、汽车船舶、高速机车等制造领域。它是利用高速旋转的搅拌头和轴肩与金属摩擦生热使金属处于塑性状态,随着搅拌头向前移动,金属向搅拌头后方流动、填充、形成致密焊缝的一种固相焊接方法。其优点是:控制参数少,易于实现自动化;焊前焊后处理工作少,生产率高,焊接温度相对较低,残余应力和变形小,环境污染小。其缺点是:因焊接时需要施加较大的压力和向前驱动力,工装设备较为复杂,焊接缺陷需要固相焊接方法补焊。