铝及铝合金的先进焊接方法探究

[摘 要] 铝合金制品以及铝制品正在被更广泛地用于电子领域、机械制造领域、轻工领域以及化工领域，在此前提下获得了显著的转型改进效果。焊接铝合金包含了相对复杂的焊接流程，对此应当因地制宜选用与之相适应的焊接方法。如今信息化的先进焊接方式已经被运用于上述焊接领域，因此有必要探求先进焊接手段运用于铝以及铝合金的具体操作流程。

[关 键 词] 铝合金；焊接；方法

焊接铝与铝合金的操作体现为复杂性，其中也涉及到相对较多的焊接操作流程。作为技术人员如果没能遵照特定的流程来实现整个焊接操作，则会表现为零件报废以及其他不良状况，甚至伤害到操作人员。通常来讲，焊接铝制品存在较大可能出现热裂纹、气孔以及其他典型缺陷。消除上述缺陷，应当致力于引进先进焊接方式，运用先进手段来全面提升焊接操作具备的实效性。

一、当前先进的焊接方法

（一）电弧焊接

零缺陷焊接又可以称之为电弧焊接，在20世纪末期就已经出现。具体来讲，电弧焊接指的是借助较快的射流速度以及较高密度的电弧能量来完成焊接。与传统焊接相比而言，电弧焊接本身具备了集中性更强的焊接能量以及更小的焊接变形总量，其有助于优化母材以及接头等特殊部位的效能。具体如果涉及到20毫米左右的焊接板，那么通常能够借助双面与单面焊接相互结合的举措来确保其迅速实现成型，可以显著缩短整体焊接时间。

（二）激光焊接

从具体种类来讲，激光焊接可以分成YAG焊接以及二氧化碳焊接等类型。相比而言，激光焊接能够适用更高的能量密度与接头强度。这是因为激光光束可以迅速穿透某些厚度较大的焊接区域，同时也表现为更小的热影响。通过运用自动化的举措来进行焊接操控，进而全面突显了精密焊接控制具备的独特优势。在目前阶段中，针对激光焊接已经实现了多层次的改进，在此前提下诞生了双束激光、复合激光以及振动超声激光的多种焊接方式。

（三）搅拌摩擦焊接

搅拌摩擦焊接起始于九十年代，近些年以来，国内现有的工业领域、军事领域以及其他多种领域都在使用搅拌摩擦焊，并且将其视作关键性的焊接方式。从先进焊接优势的角度看，搅拌摩擦焊有助于全面消除残存的应力，同时也全面优化了接头具备的力学特性。与此同时，搅拌摩擦焊也体现为显著的缺陷，这是因为其无法消除较大的机械作用力，因而很难符合最根本的柔性特征。在当前的焊接实践中，如果能够将传统熔焊方法替换为大面积的搅拌摩擦焊接，则可以拓宽上述焊接措施的适用范围。

二、妥善处理焊接缺陷

（一）关于焊接热裂纹

铝合金之所以会呈现多条热裂纹的现象，其中根源就在于外温的频繁变更。对于凝固结晶以及熔池冷却等各个操作流程而言，固态金属以及液态金属都将会表现为脆弱的塑性强度。与此同时，铝合金本身具备较大比例的膨胀焊接系数，而与之相应的拉伸变形也将会变得更为显著。除此以外，铝合金或者铝如果被放置于熔池的范圍内，其自身将会迅速表现为收缩与冷却现象。为了全面消除焊接热裂纹，操作人员有必要将晶粒状的细微元素填充其中，以便妥善处理上述缺陷。

（二）关于气孔缺陷

针对铝合金具体在进行焊接时，金属内部的某些小孔将会夹杂氢气，因此构成了明显的气孔缺陷。通常情况下，铝型材的表层如果残存过多的水分与潮气，则表现为上述的气孔缺陷。为了从源头入手来杜绝此类缺陷，很多企业都在尝试运用较快的焊接速度来完成铝制品焊接，此项举措有益于消除气孔。同时，针对整个焊接流程也应当密切进行关注，尤其需要全面监控氢气析出以及氢气溶解的时间，确保氧化膜能够顺利浮出根部的氢气气泡。

（三）其他焊接缺陷

铝合金由于受到硬化作用给其带来的影响，很有可能将会呈现软化的状态。在此状态下，母材强度将会超出接头强度。为了消除此种类型的焊接缺陷，操作人员需要关注后期的焊接热处理，同时也要遵照特定的焊接次序来实现焊接操作。在必要的时候，可以将垫板铺设于铝合金的下侧，以便于妥善处理其冷却状态以及硬化状态。对于铝表面附着的水汽应当及时予以清除，避免过多水分渗透在铝制品的内部。

从目前现状来看，很多全新焊接方法都在逐渐适用于铝合金焊接以及铝焊接，在这其中包含氦弧焊接、氩弧焊接以及搅拌摩擦焊。通过运用上述的焊接操作流程，应当能够妥善处理某些硬度较大的铝合金或者其他类型铝制品。近年来，先进焊接措施已经广泛适用于当前的航天航空以及动车制造等层面上，相比而言，上述焊接方式体现为更高层次的实效性与安全性。因此在未来实践中，技术人员针对先进焊接方式还需致力于全面归纳经验。

参考文献：

[1] 娄振洋，祁文玲，李志强.关于铝及铝合金传统焊接方法与先进焊接方法的比较[J].中国金属通报，2017（10）：85-87.

[2] 杨芙，吕文桂，张文明.铝及铝合金先进焊接技术[J].铸造技术，2012，33（7）：841-843.

[作者简介]

张力（1971—），男，吉林省长春市人，长春轨道客车股份有限公司。研究方向：铝合金焊接及培训。

[作者单位]长春轨道客车股份有限公司高速制造中心

（编辑：王洁雅）