摘要：随着国门打开，国内外交流逐渐频繁，国内经济发展迅速。各行业都开始快速发展。各行各业之间都是有着千丝万缕的关系，近年来电子行业兴起带动了物流业同时刺激了国内的运输行业，目前国内主要的运输路线就是海上运输、陆地运输、空中运输。目前国内不仅仅是运输行业发展迅速，国内的航天技术与汽车的制造技术也在逐渐发展。本文主要是针对舰船、汽车以及航天这三个方面对于铝合金焊接技术的使用情况以及目前国内的铝合金焊接技术的发展情况，结合国内外的铝合金焊接技术的相关技术与实践经验，进行了一系列的了解。
关键词：船舶 航天技术 汽车 铝合金 焊接 工艺 应用
一、铝合金基本简介
首先，铝以及合金这些材料主要的特点就是有很强的耐腐蚀性、导向性、导热性，同时这些材料的强度和硬度也非常高，在工业领域以及航天领域和汽车等一些对于材料要求比较高的行业应用比较广泛、同时，铝合金的产量仅仅低于钢铁的产量，不敢保证在之后的发展中会不会有更优秀的发展与使用。目前，铝合金主要应用的行业是汽车制造行业、船舶行业、国防部以及航天航空行业、容器制造、娱乐和体育器材的制造。近年来，随着国内外的交流越来越频繁，国内的铝合金技术通过借鉴一些国外的先进技术，其发展情况越来越好，主要可以通过三个方面来表现：
一）传统焊接技术的创新：对于传统焊接技术的改革主要就是出现的新型铝合金焊接技术：低频调制型脉冲 MIG焊，交流 MIG焊，双焊枪 TIG焊，穿孔型等离子弧立焊这些都是以创新为基础在进行的技术改革。
二）高能密度焊接技术：目前，在铝合金焊接行业中，我们在积极进行高能密度焊接技术的融合，其中包括：电子束焊、YAG激光焊。
三）摩擦搅拌焊：在铝合金焊接工艺中使用了摩擦搅拌焊。
二、铝合金焊接的主要特性以及焊接难点
铝合金主要特点就是质量轻、轻度较高、耐腐蚀性高、没有磁性、成形性能高、温度低等。这些特点能够更好地帮助铝合金在一些需要进行焊接的产品中更好的使用，更好的进行铝合金的焊接。铝合金焊接过程中主要有以下几种焊接难点。
（1）铝合金在焊接过程中，焊接接头经常发生软化的情况，强度系数偏低，这在很大程度上影响了铝合金的焊接进程。
（2）合金这一材料的表面的氧化膜熔点偏高（A12O3其熔点为 2060℃）在融化过程中需要使用大功率密度的焊接工艺。
（3）在进行铝合金焊接过程中，需要保障其焊接工艺，因为材质，可能会导致出现气孔。
（4）在进行铝合金焊接过程中，出现热裂纹的频率较高。
（5）在进行铝合金焊接过程中，如果膨胀系数过高，就会导致焊接出现变形。
（6）铝合金热导率相对于钢来讲，是钢热导率的四倍，相同的焊接速度，铝合金相对于钢材来讲，热输入会出现四倍的差距。为了保障铝合金焊接，相应工作人员需要采用能量密度高，焊接热输入效，焊接速度高的高效率焊接方法。
2.1铝合金的焊接种类
传统的铝合金焊接技术一般就是MIG焊、TIG焊这两种铝合金焊接技术。我们在使用这两种焊接技术过程中，会保障我们的焊接接头的质量、性能良好，但同时也有一定的缺点，从而影响到铝合金焊接过程，其中主要缺点就是融透能力不高、焊接过程中造成的变形比较明显、生产效率不高。随着科技的发展，我们相关的技术人员，为了更好的进行铝合金的焊接，提高其自身能力，弥补缺陷，进行了全新的铝合金焊接的技术开发。目前主要就是四种新的焊接技术：激光焊、双光束激光焊、激光-电弧复合焊、摩擦搅拌焊。
2.2激光焊技术
目前，国内的激光加工设备都已经具备了大功率和性能保障高的条件，结合一些先进的相关技术，国内的铝合金激光焊技术的发展将会越来越快，在之后的铝合金焊接技术中将会占据一定的重要位置。现今，国内对于激光焊这一技术主要使用是在车体制造过程中的一些相关部件的连接。比如Audi A2（全铝结构）使用的就是30m激光焊缝。
激光焊接铝合金技术相较于其他技术来比较，优点主要有三点。
第一点：能量密度高、热量输入少、产生的焊接变形少且面积小，能够确保融化区和热影响区之间的焊缝是窄的，并且熔深大。
第二点：冷却的速度有保障，能够确保不会出现速度慢的情况，同时产生的焊缝不是较大的，比较细微，能够很大程度的保障焊接接头的各方面性能。
第三点：焊接的速度有保障，相较于传统焊接，速度比较快，同时新增了更多的焊接各方面的功能，对于一些焊接材料，能够很好地适应，同时进行焊接，同时不需要进行真空装置，这在很大一方面保障了整个焊接的过程中，焊接精密度、焊接效率、焊接的自动化情况都有一个很好地发展。
激光焊接作为一种高性能、精密度有保障的新兴焊接工艺，能够很好地弥补目前国内的传统焊接工艺出现的缺陷，强度系数远远高于其他焊接工艺。但是焊接工艺也是有缺点的，焊接过程中使用的激光器功率并没有很高的程度，如果铝合金板很厚，就不能很好地进行焊接，同时铝合金表面不能很好的激光束的吸收，这样就导致我们在焊接过程中会出现阈值问题，所以对于激光束的还焊接工艺，就有很高的技术要求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.3激光-电弧复合焊技术
激光焊接铝合金焊接技术的优点有非常对，在铝合金焊接中有很大的优势，但是在使用过程中，还是有很大程度的局限性，其中，我们需要耗费极大的成本，接头间的空隙的允许度不能很好地控制，整个公祖顺序要求严格，很难上手。为了更好地，弥补这些缺陷，相关技术人员使用了激光-电弧复合焊接技术。激光-电弧复合焊接技术其中是将激光与TIG电弧、MIG电弧、等离子体进行复合。这一焊接技术主要是有德国以及日本等相关技术比较发达的国家进行重点研究，主要应用与汽车行业，目前大众汽车公司的 Phaeton前门使用的就是激光-电弧复合焊接技术，前门上面有48处激光 -MIG焊道，同时汽车行业还利用这一技术进行车体以及轮轴的焊接作业。
目前，国内对于这一新兴技术的研究还处在起步阶段，并没有很深入的进行技术研究。铝合金激光-电弧复合技术在激光焊接功率、铝合金表面的激光光束吸收情况、深熔焊的阈值很大程度的弥补了激光焊接的不足之处，这充分显示了激光-电弧复合技术的很大的发展前景。目前，激光-电弧复合技术还处在一个发展阶段，相较于激光焊接技术还不是很成熟，发展还不全面。激光-电弧复合焊接技术就是将激光与电弧焊接技术相结合进行铝合金的焊接，通过两种技术的相互作用，相互影响，弥补单一技术的不足，更好的进行铝合金焊接，同时提高焊接的工作效率。目前，激光-电弧焊接技术主要有两个效应：一、能量密度的提高保障了很好的焊接速度。二、同一个焊接区域接受两个热源的叠加效果。这样在很大程度上就成为了焊接技术的优势，很好的保障了这一技术之后的发展与应用。
2.4双光束激光焊铝合金焊接技术
在进行单独的激光铝合金焊接过程中，可能会有钥孔塌陷情况从而导致出现气孔。对于这一现象，我们通过双束激光焊来弥补这一缺陷。双束激光焊在焊接过程中焊接的宽度很大的提高，同时降低了焊缝的深宽比，这样就可以保障钥孔的稳定情况，同时保障气孔的敏感性不会上升。这主要是因为在进行双束激光的焊接过程中，第一束激光产生的熔池对焊接的周围区域会进行预热，这样就保障第二束激光照射之前已经有一定的热量保存在焊接区域，就能够在进行二次激光照射过程中，进行更多的，木材融化，就保障了焊缝的宽度。这就可以利用第二次的激光照射气化第一次激光形成的钥孔后壁，很大程度的降低了钥孔的塌陷情况，避免形成更多的气孔。
2.5摩擦搅拌焊铝合金焊接技术（FSW）
在进行铝合金融焊过程中，能够保障其焊接速度同时扩展其应用范围，但是在焊接过程中也存在一定的缺陷。焊接过程中融化的焊缝的形态主要是铸态组织，同时焊接接头会受到热循环作用的影响呆滞组织变化大，导致整个的接头力学的性能受到影响，再有就是进行铝合金的融焊过程中，整个热影响的区域变宽，变形程度高，缺陷的产生度高，消耗费用高，接头的颜色会不同于母材的颜色。
为了弥补这些缺陷，英国的焊接技术研究人员进行了摩擦搅拌焊铝合金焊接技术的研究，目前这一技术在英国等一些发达国家已经被广泛的应用，主要应用行业在船舶行业、航天航空、汽车制造业，主要进行铝合金焊接。国内对于摩擦搅拌铝合金焊接技术还没有很大程度的进行推广，正处在一个初级的研究阶段。摩擦脚板焊接技术的优点主要有：
一）焊接接头的质量有保障，FSW焊接技术使用的焊头比较坚固，在焊接过程中因为融焊在凝固过程中会出现的裂纹以及气孔等问题出现的频率被很好的控制。同时，焊接过程中温度没有超过铝合金容电，这就能够保障在焊接完成后，接头的组织与母材相比没有很大的变化，同时工件不易变形。
二）成本控制高，在进行FSW的焊接过程中，不需要再进行其他材料与相关气体的填充，同时装被精密度的要求也不高，不需要进行繁琐的焊前准备，在进行厚板的焊接过程中不需要进行开坡口，接合没有过于繁琐，管理要求低，能够很好的资源节省。
三）整个操作过程没有很高的操作技术要求，机械化、全面化、保障焊接过程的稳定性。
四）不会出现飞溅的情况以及难闻的气体，不会出现影响员工身体健康的有害射线。
搅拌摩擦焊接工艺的特点就是焊接时固态的，在焊接过程中不会出现一些融焊存在的缺陷。
三、铝合金焊接技术的应用情况
一）在船舶行业的铝合金焊接技术，能够很好地降低船舶的整体重量，是船舶的整体重心降低，确保船舶的稳定性，很大程度上更好的保障了船舶行业的发展。
二）在汽车行业，进行汽车的制造过程中，通过铝合金焊接技术能够有效的降低汽车的整体重量，保障汽车的低能、低耗量，在汽车的使用过程中，降低汽车的空气污染程度，很好的避免造成环境污染，在使用过程中，燃油的使用效率被很好地提升，铝合金焊接技术应用在汽车制造行业，是国内的环境污染问题与资源消耗的问题有了很好的缓解。
三）在航天工业行业的应用中，铝合金焊接技术很好的满足了航天工业对于比强度、比模量、断裂韧度、疲劳强度和耐腐蚀稳定性的要求，同时焊接技术的成形工艺与焊接能力很好的协助了航天工业。
结束语
本文主要针对集中常见的焊接技术进行了详细的讲解，希望能够为之后的焊接工艺的发展提供一定的技术基础。
参考文献：
[1]李永兵，马运五，楼铭，雷海洋，林忠钦. 轻量化多材料汽车车身连接技术进展[J]. 机械工程学报，2016，52（24）
[2]李锋平. 轨道交通焊接工艺发展趋势及前景[J]. 电子世界，2017（11）
[3]陈国庆，柳峻鹏，树西，张秉刚，冯吉才. 铝合金焊接工艺的研究进展[J]. 焊接，2017（09）
[4]郭佳，李墨林. 轨道交通车辆用铝合金焊接工艺的开发[J]. 科技传播，2014，6（09）
论文作者:曲智强
论文发表刊物:《基层建设》2018年第19期
论文发表时间:2018/8/15
标签：铝合金论文; 激光论文; 焊接技术论文; 过程中论文; 很好论文; 电弧论文; 技术论文; 《基层建设》2018年第19期论文;