鋁合金產品應具有質量輕、拉伸性能好、可實現其型材的大型寬體化,因此就成為各國研究的熱點。由于鋁合金的熱膨脹系數大,而彈性模量小,焊接變形問題特別嚴重,較大地影響結構的制造精度和使用性能。用于結構的鋁合金薄板自身拘束度小,而鋁合金的膨脹系數大,傳統熱輸入量容易出現下榻和燒穿,產生難以校正的波浪變形。因此,對鋁合金薄板焊接技術的研究顯得很重要。
鋁合金薄板焊接結構重量輕、耐腐蝕、加工性能優異、易于連接等,在箱體、車體中得到廣泛應用。在某些航空設備和高速列車中,鋁合金薄板主要應用在蒙皮、地板、端墻等部位,使用的主要鋁合金牌號有:5754和5083兩種非熱處理強化鋁合金。焊接鋁合金薄板的主要方法有:
鎢極氬弧焊(TIG)
在鋁合金焊接方面應用較多的是鎢極氬弧焊,它是一種較為成熟的焊接方法。對比手工TIG、自動TIG、脈沖TIG自動焊三種焊接方法,鋁合金薄板的長縫采用脈沖TIG自動焊焊接較為理想,焊后焊縫街頭性能良好,生產效率比手工TIG提高了三倍多。
在鋁合金TIG焊時,為了有效地清除鋁合金表面的氧化膜,減少鎢極的燒損,最好采用交流TIG焊的方法。因為使用脈沖方波交流TIG焊焊接鋁合金薄板時，脈沖電流幅值和ER半波時間決定了陰極清理氧化膜的能力。
熔化極氬弧焊（MIG）
由于使用TIG焊焊接鋁合金薄板易產生焊接缺陷，不能滿足高效高質量的要求，在大批量生產中，TIG焊難以滿足大范圍使用的需要。目前，國內鋁合金薄板焊接大量采用熔化極氬弧焊。已經成功解決了1～3mm鋁合金薄板焊接過程中出現的氣孔和成形不良等缺陷的難題。通過優化焊接工藝參數，用MIG焊焊接2mm的鋁合金薄板，生產率是TIG的兩倍多，質量也能達到國際標準。對2.5mm的1060鋁合金薄板采用雙脈沖MIG焊時，應使低能脈沖階段弧長修正值高于高能脈沖階段值，才能獲得良好的焊縫。但是，使用脈沖MIG焊焊接鋁合金薄板，焊件容易被燒穿，焊接過程難以控制。因此，需要操作者熟練掌握操作技能。否則，焊接產品質量的穩定性將難以保證。為此，現代焊機都采用置入專家系統，確保焊接工藝參數最優化，進而出現了傻瓜焊機，可適當降低操作者的技能水平。
激光焊（LBW）
激光焊是屬于高大上的焊接方法，具有先進性、能量集中、焊接變形小、焊縫質量優良、生產效率高等優點，是一種焊接鋁合金比較理想的的焊接方法。對于激光填絲焊來說，送絲方式、光絲間距、焊接熱輸入是影響焊縫成形的主要因素。與，激光單光點焊接相比，激光雙光點焊接鋁合金可以明顯改善焊縫質量。增加焊絲可以改善激光單光點焊接鋁合金焊縫的表面質量，但將增大焊縫產生大氣孔的傾向。在激光焊中，可以利用多光路系統對鋁合金薄板進行焊接，可以提高激光焊接質量，得到優質的焊縫。但是，總的來說激光焊接鋁合金薄板的接頭力學性能不夠理想，焊縫力學性能通常只達到母材的60%左右，并且激光焊接對接頭間隙要求嚴格，焊接過程不很穩定，容易造成焊接缺陷。因此，激光焊接鋁合金薄板只能應用在不是非常重要的場合。
攪拌摩擦焊（FSW）
英國人1991年發明了攪拌摩擦焊，很快被波音公司應用于飛機和火箭的焊接，這足以說明該焊接方法的優越性。這種焊接方式的最大特點就是焊接的過程持續時間短、焊接接頭的可靠性更高、操作技能要求低。攪拌摩擦焊是一種新型固相焊接技術，它可以避免產生氣孔和凝固裂紋等熔化焊中的常見缺陷，焊接變形小，接頭強度高。厚1.4mm的LF2鋁合金薄板進行攪拌摩擦焊，接頭強度達到母材的80～85%。厚度1mm的6061-T6鋁合金采用攪拌摩擦焊，經過焊接參數的優化，接頭的抗拉強度達到母材的105%。攪拌摩擦焊在鋁合金薄板焊接中要比其他傳統焊接方法好。
打開鳳凰新聞，查看更多高清圖片