2022年安全管理铝及铝合金焊接工艺的现状和发展趋势.doc

此材料由网络搜集而来，如有侵权请告知上传者立即删除。材料共分享，我们负责传递知识。平安治理铝及铝合金焊接工艺的现状和开展趋势   对铝及铝合金焊接特点进展分析，比较了TIG、MIG、PAW不同焊接方法焊接铝及其合金时的优缺点。通过搅拌摩擦焊及变极性焊接两种焊接工艺的介绍，结合本企业产品，对两种焊接方法的应用进展了展望。随着科学技术的开展，低密度、高强度金属材料越来越多地得到应用，铝合金以其低温特性、质量轻、强度高的优点，已经被广泛应用在航空航天、机车和民用工业中，成为一种重要的加工材料。    在铝合金的加工过程中，铝合金的焊接是其中一个重要的加工环节。铝合金导热快在空气中容易被氧化，其外表构成一层致密、难熔、体积质量大的氧化膜，阻碍基体金属的熔合。因此关于铝合金焊接必须可靠清理其外表致密氧化膜，才能保证正常的焊接。    目前铝合金的焊接方法有交流TIG、直流氩弧TIG、熔化极气体保护焊MIG、穿孔变极性等离子焊接、真空电子束和激光以及搅拌摩擦焊等，但应用较多的仍然是交流TIG和MIG两种方法，其余的不是工艺或设备不成熟，确实是设备价格昂贵、应用场合受限制等要素而没有得到广泛应用。在此通过对铝及其合金焊接特点及常用焊接方法的分析，对目前比较先进的铝合金焊接技术一搅拌摩擦焊和变极性焊接进展简要介绍。    铝及其合金的焊接特点    1.1.采纳热量集中的焊接特点    从物理功能上看，铝及其合金具有导热性强而热量大，线膨胀系数大，熔点低和高温强度小等特点。焊接时，首先必须采纳能量集中的热源，以保证熔合良好；其次，要采纳垫板和夹具，以保证装配质量和防止焊接变形。例如，纯铝在370C左右时强度不超过9.8N/mm2，因此焊接时不能采纳悬空方式，否则会因支持不住溶池液态金属的重量而破坏焊缝成形。    1.2.有氧化膜，焊接时需要阴极清理    从化学性质上看，铝及其合金外表极易构成难熔的氧化膜(三氧化二铝的熔点2050°C)，而铝只有660°C，因此焊接时必须先除氧化膜，否则会造成焊缝金属夹渣及未熔合。    1.3.溶池不易观察    铝及其合金由固态转变为液态时，并无颜色的变化，因此也不易确定接缝的坡口是否熔化，造成焊接操作上的困难。    1.4.焊缝气孔倾向大    首先，液态铝对氧的溶解速度比固态下大20倍左右，加上铝导热快，气体来不及逸出而造成气孔；其次，三氧化二铝易吸附水分而使焊缝产生气孔；母材及焊丝未清理干净(油和水)、保护气体不纯也是造成气孔的一个方面。    1.5.焊接接头的等强性    铝合金焊接后接头软化，表现在强度或塑性有所下降，这种接头的功能上的薄弱环节，可以存在于焊缝、熔合区或热阻碍区三个区域中的一个区域之中。总之，由于铝合金焊接的敏感性，往往存在着检验工序多、气孔率高、焊接变形大以及接头强度系数低(只达母材的60-80)等缺点。    常用焊接方法的特点    铝及其合金常用的电弧焊接方法主要有交流钨极氩弧焊(TIC)和熔化极气体保护焊(MIG)。    2.1.铝合金的交流TIG焊接    2.1.1.关于交流TIG焊接，最常用的是交流方波。即用电源输出的交流负半波对铝合金氧化膜进展破裂处理(也称为“阴极破裂”)，正半波对铝合金进展熔化焊接。    2.1.2.交流TIG焊接的优、缺点    优点：交流TIG一般适用于焊接薄板(3mm以下)；具有电弧稳定、成形美观、焊件变形小、操作灵敏等优点；最适宜于焊接尺寸较精细的小零件。    缺点：由于受钨极同意电流密度的限制，它的熔透才能小，关于厚板需要开坡口，采纳多层焊，由此导致热输入量大，焊接变形大，接头功能下降，尤其是塑性功能；对工件及焊丝的清理要求高。    2.2.熔化极气体保护焊(MIG)接的优、缺点    优点：适用于焊接厚度8mm以上的铝或铝合金的板材；消费效率是TIG的3-5倍。    缺点：气孔倾向比TIG焊大；焊接线能量大，焊接变形大；同样对工件及焊丝的清要求高。    总之，以上两种焊接方法具有工艺要求高，对焊接材料的要求高，容易产生气孔，接头功能下降等征询题。    铝及其合金的搅拌摩擦焊接    搅拌摩擦焊是英国焊接研究所制造的一种新兴的固态连接方法。通过搅拌针和轴肩与工件之间的摩擦热，在搅拌针的附近构成塑性软化层，软化层在搅拌头高速旋转的作用下填充人搅拌针后所构成的空腔内，从而实现可靠的连接。它不仅具有传统摩擦焊接的优点，而且打破了传统摩擦焊接只能焊接轴类零件的限制，可以焊接板类零件，实现多种接头方式，不同位置的焊接。    与传统焊接方法相比，搅拌摩擦焊具有以下特点：    3.1.焊接过程无熔化，因此无气孔、裂纹、夹渣等缺陷；    3.2.无需保护气体和填丝；    3.3.剩余变形小、应力低；    3.4.接头组织功能优于熔焊；    3.5.全机械化操作，效率高。