焊接鋁的發(fā)展

2011-11-16 10:23:18　來源:?網(wǎng)絡(luò)整理

純鋁有一些獨(dú)特而重要的特征。舉個(gè)例子，防腐性和電導(dǎo)性。但是，由于純鋁承載率相對較低，所以不是進(jìn)行結(jié)構(gòu)焊接裝配的最佳材料。人們很快發(fā)現(xiàn)，在純鋁中添加相對小量的合金元素，鋁的特性會(huì)發(fā)生很大改變。生產(chǎn)第一批鋁合金，其中之一就是鋁-銅合金。1910年左右，發(fā)現(xiàn)合金家族中的沉淀物硬化現(xiàn)象。許多這些沉淀物硬化合金在發(fā)展中的飛機(jī)業(yè)產(chǎn)生的效益立竿見影。緊跟著鋁-銅合金，許多其它合金也發(fā)展起來。研究發(fā)現(xiàn)，通過加入像銅（Cu）,錳（Mn）, 鎂（Mg）,硅（Si）和鋅（Zn）和這些元素的混合物，純鋁的各種物理和機(jī)械特征發(fā)生了明顯的變化。許多這些新合金都能匹配質(zhì)量好的碳鋼的承載力——三分之一的重量。 許多新的適合結(jié)構(gòu)應(yīng)用的鋁合金的發(fā)展又提出了一個(gè)問題，就是找到合適的連接方法。首先要有合適的母材。但如果沒有連接這一材料的實(shí)際可行的方法，把這種材料作為裝配材料也不現(xiàn)實(shí)。 鋁合金焊接工藝的發(fā)展與碳鋼有所不同。由于原鋁合金有許多元素，每一種合金元素對母材的可焊性不同的影響，所以有必要發(fā)展很多不同的填充合金以適應(yīng)這些不同的合金元素。比如，一些原鋁合金有特殊的化學(xué)性，為特定合適的機(jī)械和物理特征設(shè)計(jì)，而且并沒有最好的可焊性。 這些合金的化學(xué)性質(zhì)凝固特性不好，容易產(chǎn)生凝固裂紋。為了發(fā)展合適的焊接工藝，不產(chǎn)生有裂紋的焊縫，必須掌握每種不同的合金的凝固裂紋敏感性。這一焊接發(fā)展工作從本身來說就是一個(gè)大工程。許多工作由鋁母材制造商完成，因?yàn)樗麄兎奖阒冷X的可靠焊接方法和工藝，同時(shí)也鋁裝配工完成，他們也知道這種新型材料的潛力，很希望使用它。 在現(xiàn)代工業(yè)世界競爭時(shí)代，結(jié)構(gòu)金屬必須可焊性好。最早適合鋁的焊接技術(shù)包括羥基燃料氣焊和電阻焊。鋁弧焊主要局限于SMAW（手工電焊?。袝r(shí)叫MMA。這一焊接工藝使用管狀焊條。很快發(fā)現(xiàn)，這一工藝并不最適于焊接鋁。主要問題之一就是焊劑殘留引起的腐蝕，尤其是在填充焊縫里，焊劑留在焊縫后，促進(jìn)了焊縫的腐蝕。 鋁作為結(jié)構(gòu)金屬的突破是隨著二十世紀(jì)四十年代惰性氣體焊接工藝的出現(xiàn)而實(shí)現(xiàn)的。比如，GMAW（氣體金屬電弧焊），也叫MIG（熔化極惰性氣體保護(hù)電弧焊）；GTAW（氣體鎢極電弧焊），也叫TIG（鎢極惰性氣體保護(hù)電弧焊）。隨著在焊接中出現(xiàn)使用惰性氣體保護(hù)熔化鋁的焊接工藝，就可能以高速，全方位打出高質(zhì)量，高承載力焊縫，沒有腐蝕焊劑。 今天，使用各種技術(shù)和焊接工藝使鋁和鋁合金可焊性好。最近的兩個(gè)工藝是激光束焊（LBW）和攪拌摩擦焊（FSW）。但是，GTAW/TIG和GMAW/MIG焊接工藝仍然是最流行的。