铝合金激光焊接工艺研究.doc

铝合金激光焊接工艺研究

[摘要]综述了铝合金焊接方法的研究现状,指出其存在的问题,并对铝合金焊接进行了展望。目前对于铝合金的焊接,传统的MIG焊、TIG焊仍占据主流;搅拌摩擦焊、激光焊和电子束焊接对铝合金的焊接显示出了更好的适应性;在中厚板铝合金焊接方面,电子束焊接具有明显优势。随着对铝合金焊接机理更深入的研究,铝合金焊接工艺的不断完善,铝合金将会得到越来越广泛的使用。
中国论文网/1/view-
[关键词]铝合金;激光焊接;研究进展
中图分类号:S638 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)26-0208-01
引言
铝合金激光焊接工艺相较于传统焊接工艺,具有热输入量及热影响小、焊接过程自动化等优点。铝合金抗腐蚀、耐低温、导热导电性好,工业生产广泛应用,但焊接困难。随着科技的快速发展,激光焊接、变极性等离子弧焊接、搅拌摩擦焊接等新技术出现,铝合金激光焊接这项技术引起人们关注。所以,为了使激光焊接技术进一步成熟,就要对其工艺中的主要技术问题进行分析研究。
2 铝合金激光焊接技术发展现状
铝合金激光自熔焊
对于铝合金激光焊来说,铝合金表面对激光的初始反射率较高,需要较大的激光功率;光斑直径小,工件对中、间隙适应性较差,对焊接工装和光束的精确调整要求较高;焊接过程加热和冷却速度快,加之匙孔效应导致合金元素蒸发,焊接气孔缺陷多;激光能量密度集中,匙孔效应导致合金元素的挥发、烧损严重,易出现焊缝下凹和咬边现象。对于钣金成形的薄壁结构件,由于其成形精度难以精确控制,焊接装配间隙较大,并且不可避免地存在一定的错边,都为激光自熔焊接技术在铝合金薄壁结构件的推广和应用带来了困难。鉴于上述铝合金激光自熔焊特点,激光自熔焊技术一般只用于较薄结构密封焊以及对焊接质量要求不高的情况。
铝合金激光填丝焊
与激光自熔焊相比,激光填丝焊放宽了焊接工艺要求;通过填充不同成分的焊丝,改善焊缝组织力学性能,改变焊缝金属流动特性,改善焊缝成形,抑制气孔、裂纹等缺陷的产生;利用较小功率的激光器来实现厚板窄焊道多层焊;激光填丝的效率与传统的自熔焊差不多,参数选择适当时,大于激光自熔焊的焊接效率。飞机壁板是激光填丝焊接技术最为典型的应用。欧洲空客从20世纪90年代初开始进行铝合金壁板双侧同步激光填丝焊接研究,2000年完成首件A318机身下壁板的激光焊接,2003年开始批量生产应用,目前A318、A340、A380机身下壁板均采用激光焊接。我国正在研制的C919大型客机,哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室开展了机身壁板双侧激光同步填丝焊接铝合金T型接头的研究工作,为实现国产大型客机机身壁板的激光焊接提供装备和工艺支撑。
搅拌摩擦焊
搅拌摩擦焊自1991年发现以来,该技术就在轻合金连接领域与传统的熔化焊接方法相比具有诸多优点。在焊接过程中没有达到材料的熔点,几乎不会产生气孔和裂纹等缺陷;不产生烟尘、飞溅和辐射,不会危害焊工的人身健康;不需要添加焊丝,节约成本。但焊接接头中存在沟槽、飞边、孔洞、未焊合等缺陷,设计合适的搅拌头,选用合适的焊接工艺参数可显著减少此类缺陷的产生。
3 铝合金激光焊接工艺发展中的问题
焊接中的气孔问题
在汽车制造业中,铝