铝合金焊接技术分类

铝合金作为近年来迅速崛起的工程金属材料，由于其密度低、比强度及比刚度高、具有较好耐蚀性等一系列优点，在航空航天、汽车、舰船等领域得到了广泛的应用。

但是焊接中出现的焊接性差、成形层性能不佳等一系列问题又制约着铝合金结构件的发展，因此铝合金焊接技术成为了国内外很多学者研究的主要方向之一。

1、铝合金焊接技术分类随着铝合金应用范围的扩大，凸显的问题也越来越多。随着研究的进展，铝合金焊接技术有了较大发展，目前主要有钨极氩弧焊（TIG）、熔化极惰性气体保护焊（MIG）、激光焊（LBW）、搅拌摩擦焊（FSW）等。

（1）钨极氩弧焊

钨极氩弧焊（Tungsten Inert Gas Welding，TIG）是典型的惰性气体保护焊，是最常用的焊接方法。焊接时以钨极及焊接作用面为电极，在两极间通入氦气或者氩气作为保护气来保护电弧，通过瞬时高压放电来融化丝材及母材，进行铝合金部件的焊接成型，以及铸件铸造缺陷的焊补和修复。

主要具有以下技术特点：

操作方便、灵活可控、适应于各种工况环境、成本较低；

热影响区较窄，在送丝充分的情况下焊接接头的变形量较小，接头的综合性能较高；

焊接工艺性能好、稳定，焊缝形成致密美观。金鲁鼎铝合金自动焊接技术金鲁鼎铝合金自动焊接技术（2）熔化极惰性气体保护焊

MIG（GMA-Gas Metal Arc Welding）与TIG都是惰性气体保护焊，不同之处在于TIG焊采用钨极作为固定电极，而MIG焊采用填充的焊丝材料本身作为电极。

铝合金的熔化极惰性气体保护焊过程中，电压电流作用于焊丝电极端部，与母材间产生瞬时高压，将母材及坡口部融化，焊丝端部的熔滴脱落，垂直过渡到母材熔池上，形成焊接区。

但铝合金MIG焊的应用过程受到较大限制，原因在于铝丝柔软导致送丝性差，且熔融铝在焊接时容易形成“悬而未滴”的现象，易造成液滴飞溅。其优点在于MIG焊比TIG的焊接速度要快，焊接大型工件时焊运动幅度小，通过调整送丝速度焊接效率可达每分钟数米。

（3）激光焊

激光焊接（Laser Beam Welding LBW）利用高能量的激光脉冲对材料进行微小区域内的局部加热，激光辐射的能量通过热传导向材料的内部扩散，将材料熔化后形成特定熔池，凝固后材料连接为一体。

激光焊接的优点在于焊接作用点小，高功率热源集中作用，有能力进行厚板焊接，热影响区窄且焊接变形小。但与此同时，激光焊对于焊接定位的要求较高，焊接装置昂贵，焊接成本较高，对于铝镁这类金属材料激光反射率较高，直接焊接比较困难。

（4）搅拌摩擦焊

搅拌摩擦焊（Friction stir Welding，FSW）是在传统摩擦焊接技术基础上形成的新型固相连接技术，其原理是一个非耗损的特殊形状的由搅拌针和轴肩组成的搅拌头，旋转扎入待焊接界面，当搅拌头沿焊缝前进时，焊接材料温度升高，塑化金属在机械搅拌和顶锻的作用下发生强烈的塑性变形，经过扩散与再结晶之后形成致密的固相连接。

与传统的焊接方法相比，FSW技术具有以下优点：

焊接温度低，焊接变形小；

焊缝力学性能好；

焊接工艺简单经济环保。

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2、存在的主要问题随着铝合金在越来越多的行业得到应用，其修复连接问题也吸引着越来越多学者的关注。通过多种焊接技术对铝合金进行了各种焊接试验发现，修复技术的成熟度尚达不到工业的发展需求，其中仍存在各种问题。

钨极氩弧焊和熔化极惰性气体保护焊是目前应用范围最广泛的两种焊接方法，但这两种技术热影响区较宽，焊缝金属需经融化后再凝固的过程，对组织影响较大，且残余应力高，导致接头力学性能受到影响。激光焊能束密度较高，焊缝深宽比较大，但极容易形成气孔，且其昂贵的造价也限制了应用的普及。摩擦搅拌焊为热量方面的问题提供了解决方案，但摩擦搅拌焊需要相对较大的顶锻压力和向前的驱动力，设备一般较复杂笨重，限制了其发展。

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