鋁合金零（líng）件焊接是經常用到的鋁合（hé）金加工方式之一，以下是鋁合金零件生產廠家红桃影视（xīn）精密為大家整理的幾種先進（jìn）的鋁合金焊接工藝：激光焊接、攪拌摩擦焊、電子束焊接和激光-電弧複合焊。

針對焊接性差、一度被認（rèn）為是可焊（hàn）的合金，提（tí）出了有效的解決方案。幾種工藝都有（yǒu）優點，可用於焊接厚鋁合金。

關鍵詞：鋁（lǚ）合金攪拌摩擦焊、激光焊接、激光（guāng）-電弧複合焊接、電子束焊接

1、鋁（lǚ）合金焊接（jiē）的特點

鋁（lǚ）合金（jīn）因其重量輕、比強度高、耐蝕性好、無磁性、成型性好、低溫性能好等特點，被廣（guǎng）泛應用（yòng）於各種（zhǒng）焊接結構產品中。用鋁合金代（dài）替鋼板焊接，可減（jiǎn）輕結構重量50%以上。

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與常（cháng）見的鋼鐵材料不同，鋁合金材料在焊接時有如（rú）下幾個難點：

①鋁合金焊接接頭（tóu）軟化嚴重，強度係數低，這也是鋁合金應用的最大障礙；

②鋁合金表（biǎo）麵易產生難熔氧化膜(Al2O3熔點為2060℃)，需要高功率密度的焊接工藝；

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③鋁合金零件（jiàn）焊接易產生氣（qì）孔；

④鋁合金（jīn）焊接時（shí）容易因溫高產生熱裂紋；

⑤線膨脹係數大，容易產生焊接變形；

⑥鋁合金導熱係數（shù）高(約為（wéi）鋼的4倍)，在相（xiàng）同焊接速度（dù）下，熱輸入比焊（hàn）接鋼大2 ~ 4倍。

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因此（cǐ），鋁合金的焊接需要高能量密度、低焊接熱輸入、高焊接速度的高效（xiào）焊接方法。

2、鋁合金（jīn）的先進焊接技術

針（zhēn）對鋁（lǚ）合金焊接的（de）難點，近年來提出了（le）幾種（zhǒng）新（xīn）技術，並在交通、航天（tiān）、航空等行（háng）業得（dé）到應用。幾種新技術很好地解決了鋁合金焊接的難點，焊接接頭性能良好（hǎo），可用於焊接以前不可焊（hàn）或不可焊的鋁（lǚ）合金。

2.1、鋁合金攪（jiǎo）拌摩擦焊

攪拌摩擦焊(FSW)是由焊接研究所的TWI(焊接研究所)於1991年提出的一種新型固態塑性（xìng）連接工藝。

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其工作原理是將一種特殊（shū）類型的攪拌頭插入工件待（dài）焊接（jiē）的部位。通過攪拌頭的高速旋轉和工件之間（jiān）的攪拌摩擦，摩擦產生的熱量使這部分金屬處（chù）於熱塑性狀態，並在攪拌頭的（de）壓力下從前端向後端塑性（xìng）流（liú）動，從（cóng）而（ér）將焊件壓焊在一起。

由於攪拌摩擦焊是一種固（gù）態連接工藝，在攪拌過程中沒有金屬熔化，因此沒（méi）有焊（hàn）接（jiē）缺陷，可用於焊接鋁、高強（qiáng）度鋁合金、銅合金、鈦合金、異種材料和複合材料等難以熔焊的有色金（jīn）屬材料。

目前，攪拌摩擦焊廣泛應用於鋁合金焊接。攪拌摩（mó）擦焊成功的鋁合金有2000係列（liè）(鋁銅)、5000係列(鋁鎂)、6000係列(鋁鎂（měi）矽)、7000係列(鋁鋅)、8000係列(鋁鋰)等。

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國外已經進入工業（yè）生產階段。在（zài）挪威，這項技術已被用於焊（hàn）接20米長的快艇（tǐng）結構部件。美國洛克（kè）希德·馬丁航空航天公司利用這一技術焊（hàn）接了儲存液氧的鋁合金低溫容器火（huǒ）箭（jiàn）結構件。

鋁（lǚ）合金攪拌摩擦焊焊縫是通（tōng）過塑性變形和動態（tài）再結晶形成的。焊縫區晶粒細小，熔焊無枝晶，組織細小，熱影響區比熔焊窄，無合金元素燒損、裂紋、氣孔等缺陷，綜合性能好。

與傳統的熔焊方法相比，它沒有飛濺、煙塵，不需要添加焊絲和保護氣體，接頭性能好。由（yóu）於是固相焊接工藝，加熱溫（wēn）度低，焊接熱影響區組織變化小。比如亞穩相基本保持不變（biàn），對熱處理強化鋁合金和析出（chū）強化鋁合金非常有利。

焊後殘餘應力（lì）和變（biàn）形（xíng）很小，薄鋁合金（jīn）焊後基本（běn）不變形。與普通摩擦焊相比，它可以焊接直焊縫和角焊縫，不受軸類零件的限製。

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鋁合金傳統焊接工藝要求去除（chú）表（biǎo）麵氧（yǎng）化膜，並在48小時內進行處（chù）理，而攪拌摩擦焊工藝隻需在（zài）焊（hàn）接前去除油汙，裝配要求不高。與熔焊相比，攪拌摩擦焊節能，汙染小。

攪拌摩擦焊鋁合金（jīn）也有一些缺點：

①鋁（lǚ）合金攪拌摩擦焊的速（sù）度低於熔焊；

②焊件（jiàn）的裝夾要求高，焊接時需要對焊件（jiàn）施加一定的（de）壓（yā）力（lì），對側需要墊板；

③焊（hàn）接後端頭（tóu）形（xíng）成（chéng）攪拌頭（tóu）留下的孔，一（yī）般需要補焊或機（jī）械拆除；

④攪拌頭適（shì）應性差，不同厚度的鋁合金板（bǎn）需要（yào）不同結構的攪拌頭（tóu），攪拌頭磨（mó）損快；

⑤技術還（hái）不成（chéng）熟，目前僅限（xiàn）於簡單的構件，如平麵結構、圓形結構。攪（jiǎo）拌（bàn）摩擦焊工藝參數簡單，主要包括攪拌頭的（de）轉速、攪拌頭的移動速度、對焊件的壓力和攪拌頭的尺寸等。

2.2、鋁合金材料的激（jī）光焊接

鋁及鋁合金激光（guāng）焊接技術是近十（shí）年發展起來（lái）的一項新技術。與傳統焊接（jiē）技術相比，它具有功能強、可靠性高、無真空條件、效（xiào）率高的特點。

它具有功率密度（dù）高（gāo）、總熱輸入（rù）低（dī）、相同熱輸入下（xià）的熔化（huà）深（shēn）度大、熱影（yǐng）響區小（xiǎo）、焊接（jiē）變形小、速度快、易於工業自動化等優（yōu）點，尤（yóu）其適用於熱處理鋁合（hé）金。

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它可以提高加工（gōng）速度，大（dà）大減（jiǎn）少熱量輸入，從而提高生產效率和焊接（jiē）質量。在焊接高強厚鋁合金時（shí），傳統的焊接方（fāng）法根本無法（fǎ）實現單熔（róng）透，但當激光深熔焊形成（chéng）大深度（dù）的（de）小孔時（shí），可以實現小孔效應（yīng）。

激光焊接鋁合金具有以下（xià）優點：

①能量密度高，熱輸入（rù）低，熱變形小，熔化（huà）區（qū）和熱影響區窄，熔化深度大（dà）；

②高冷卻速度獲得細小的焊縫組（zǔ）織，接頭性能良好；

③與接觸（chù）焊接相比，激光焊接不使用電極，減少了工時和成本；

④電子束焊接時不需要真空氣氛，可選擇保護氣（qì）體和壓力，使被焊工件形狀不受電磁影響，不產生X射線；

⑤能焊接（jiē）封閉透明物體內部的金屬材料；

⑥激光可通過（guò）光纖遠距（jù）離傳（chuán）輸，工藝適應性好。借助計算機和機械手，可以實現焊（hàn）接過程的自動化（huà）和精確控製（zhì）。

目前使用的激光（guāng）器主要是CO2和YAG激光器。CO2激光器功率大，適用於焊接要求高功率的厚板。然而，CO2激光束在（zài）鋁合金表麵的吸收率（lǜ）相對較小（xiǎo），在焊接過程（chéng）中造成了大量的能量損失。

YAG激（jī）光器一般功率較低，YAG激光束在鋁合金表麵的吸收率高於CO2激光器，且可（kě）通過光纖傳導（dǎo），適應性強，工藝布置簡單。

在焊接大厚度鋁合金時，如體積較大的靜電噴塗設備，傳統的焊接方法根本無（wú）法實現單焊透，但當激光深熔焊形成大深度的小孔時，就可以實現小孔效應。

鋁及鋁合金激光焊接的難點在於（yú）鋁及鋁合金零件對輻射能的吸收較弱（ruò），CO2激光束的初始（shǐ）吸收率(波長10。6μm)為1。7%.YAG激光（guāng）束的吸收率(波長（zhǎng）1。06微米)接近（jìn）5%。複雜、高頻引弧引起電極燒損和電弧擺動，引弧後穩定性不強。

同時，在電弧的高溫下，電極（jí）迅速燃燒。然（rán）而，激光與（yǔ）等離子弧結合可以明顯提（tí）高熔深和焊接速度。