杭州铝合金焊接制作

铝合金的搅拌摩擦焊接

搅拌摩擦焊fsw是由英国焊接研究所twi  1991 年提出的新的固态塑性连接工艺。图1为搅拌摩擦焊接示意图[3 ] 。其工作原理是用一种特殊形式的搅拌头插入工件待焊部位，通过搅拌头高速旋转与工件间的搅拌摩擦，摩擦产生热使该部位金属处于热塑性状态，并在搅拌头的压力作用下从其前端向后部塑性流动，从而使焊件压焊在一起。图2 为搅拌摩擦焊接过程[4 ] 。由于搅拌摩擦焊过程中不存在金属的熔化，是一种固态连接过程，铝合金焊接制作，故焊接时不存在熔焊的各种缺陷，可以焊接用熔焊方法难以焊接的有色金属材料，如铝及高强铝合金、铜合金、钛合金以及异种材料、复合材料焊接等。目前搅拌摩擦焊在铝合金的焊接方面研究应用较多。已经成功地进行了搅拌摩擦焊接的铝合金包括2000 系列(al- cu) 、5000 系列(al - mg) 、6000 系列(al - mg - si) 、7000 系列(al - zn) 、8000 系列(al - li) 等。国外已经.进入工业化生产阶段，在挪威已经应用此技术焊接快艇上长为20 m 的结构件，美国洛克希德·马丁航空航天公司用该项技术焊接了铝合金储存液氧的低温容器火箭结构件。

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铝合金焊接的几种工艺:搅拌摩擦焊、激光焊、激光- 电弧复合焊、电子束焊。针对于焊接性不好和曾认为不可焊接的合金提出了有效的解决方法，几种工艺均具有性，并可对厚板铝合金进行焊接。

关键词: 铝合金 搅拌摩擦焊 激光焊 激光- 电弧复合焊 电子束焊

1 铝合金焊接的特点

铝合金由于重量轻、比强度高、耐腐蚀性能好、无磁性、成形性好及低温性能好等特点而被广泛地应用于各种焊接结构产品中，采用铝合金代替钢板材料焊接，结构重量可减轻50 %以上。

铝合金焊接有几大难点:

铝合金焊接接头软化---，强度系数低，这也是阻碍铝合金应用的障碍;

铝合金表面易产生难熔的氧化膜(al2o3 其熔点为2060 ℃) ，这就需要采用大功率密度的焊接工艺;

铝合金焊接容易产生气孔;

铝合金焊接易产生热裂纹;

线膨胀系数大，易产生焊接变形;

铝合金热导率大(约为钢的4 倍) ，相同焊接速度下，热输入要比焊接钢材大2~4 倍。

因此，铝合金的焊接要求采用能量密度大、焊接热输入小、焊接速度高的焊接方法。

2 铝合金的焊接工艺

针对铝合金焊接的难点，近些年来提出了几种新工艺，在交通、航天、航空等行业得到了一定应用，几种新工艺可以---地解决铝合金焊接的难点，焊后接头性能---，并可以对以前焊接性不好或不可焊的铝合金进行焊接。