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铝合金的焊接研究现状国内外文献综述

目录

TOC\o1-2\h\u26226铝合金的焊接研究现状国内外文献综述 1

29443(1)等离子弧焊 1

24996（2）搅拌摩擦焊 1

18483(2)电子束焊和点焊 2

28389参考文献 3

(1)等离子弧焊

等离子热电弧焊,是一种广泛指用于利用带有等离子弧的一种高能量和低密度的热束流熔体来将其作为退火焊接时的热源源并进行退火熔焊的焊接技术。等离子型电弧体的焊接加工技术同时具有焊接能量比较集中、生产率高、焊接加工速度快、应力小和变形小、电孤稳定且更好地控制适宜于加工焊接金属薄板和盒体内的金属箱材等多大优势,尤其特点是特别适合于各类高度难熔、容易发生氧化和热力学敏感性好的有色金属材料(具体例如氧化钨、钼、铜、镍、钛等)。气体被称为电弧经过高温加热处理后所直接产生的离解,在高速经过一个水冷气体喷嘴的气流时候它就会直接受到高速压缩,增大了气体能量的离子密度与离解时的程度,形成了一种等离子弧。它的导热稳定性、发热量和反应温度均值都要比普通焊接电弧高,因此使它具有很大的电弧融透力和较快的电弧焊接反应速度。这些气体形成一个等离子或圆弧状的惰性气体及其周围的安全防护惰性气体一般需要采用纯净的最高纯度。根据不同使用类型气体工件的使用原材料和化学性质,也就是可以通过选择少量使用可由氦、氮、氧化物或其中二者相互作用混合而得形成的气体混合惰性气体。

焊7075铝合金时通常可能会直接出现一些焊接缺陷。学者李国伟等人REF_Ref18561\r\h[1],为有效避免了以上诸多具有缺陷性的问题,采用用于变压器极性好的等离子体电弧焊对中厚7075铝合金涂层板材构件进行无缝焊接。焊接处理后的工件强度最薄弱的区域通常为两个母材的搭接区域。他们的研究使整个焊缝接处的整体组织结构得到了充分细化,各项性能得到了非常大的提高。

（2）搅拌摩擦焊

搅拌式自动摩擦式电焊的具体制备操作方法和采用常规式搅拌摩擦式电焊相同。搅拌式熔体摩擦电弧焊接器还是一种可以利用熔体摩擦的加热和塑性变形产生电弧的专用加热器并可作为机械焊接的主要使用热源。不同的区别地方之一就是采用搅拌式焊接摩擦加热焊接在焊接的加工过程主要原理是由一个方形圆柱体或其他特殊形状(其中例如一个带有白色螺纹的方形圆柱体)通过搅拌后的针(weldingpin)直接将针伸入焊头到两个不同工件的焊接缝处,通过多次搅拌后的针带动焊头高速地左右旋转,使其与两个主要焊接不同工件的主体材料之间产生强烈摩擦,从而直接导致两个主要连接工件部位的主体材料不会受到焊接温度差的增加而发生软化。同时还可能需要将焊接材料内部经过强力搅拌和挤压摩擦处理才能顺利完成二次焊接。焊接操作流程设计如图见下图所示。在进行工件接头焊接的操作过程中,工件焊接需要将焊头刚性紧紧地焊接固定在两个工件的焊接背垫上,焊头边向底部高速旋转,边沿着两个工件上的接缝曲线相向地快速移动。焊头的材料凸出段可以延伸在达到焊接材料内部后再对其进行内部压力自动摩擦和加热搅拌,焊接接头的材料肩部温度会随着焊接工件的材料表面温度发生压力摩擦而迅速产生热,并且被广泛用于有效防止在材料有一定塑性层的状态下热从材料内部溢出,同时还真的可以用来达到快速清除留在材料内部表面的塑性氧化层或者薄膜的良好效果。

在焊接过程中,搅拌针在旋转的同时伸入工件的接缝中,旋转搅拌头(主要是轴肩)与工件之间的摩擦热,使焊头前面的材料发生强烈塑性变形,然后随着焊头的移动,高度塑性变形的材料逐渐沉积在搅拌头的背后,由此就可能会直接形成了类似搅拌式高压摩擦电流焊的弧形焊缝。搅拌式自动摩擦机点焊在加工设备上的基本技术条件要求也不高,最基本的设备技术条件要求就是一个焊头上的旋转方向运动与多个工件相对方向移位的旋转运动,即便一台大型切削铣床还不可能简单易地达到多个零部件的大中小规模自动对接和点焊。然而,焊接传动装置及其焊接夹具在加工机械上的运动刚性仍然可说是一个极为重要。搅拌机的专用焊接工具头一般由专用工具头和钢接头焊接而来形成,焊头的相连直径和焊接长度通常都会比要求其所有必需的工具焊接头和深度略短。应该指出,搅拌摩擦焊缝结束时在终端留下个匙孔。通常这个匙孔可以切除掉,也可以用其它焊接方法封焊住。针对匙孔问题,已有伸缩式搅拌头研发成功,焊后不会留下焊接匙孔。

何建军和李玉斌REF_Ref21036\r\h[2]分别采用电动搅拌机械摩擦焊法对7075型铝合金电动机进行焊接,并且在电动搅拌机焊接后主要通过电动搅拌机焊接整体旋转运动速度和电动搅拌机焊接接头整体旋转运动速度两两个角度来对电动搅拌机械部件的机械组织和电动力学特性问题做出深入的研究。实验结果显示:在适当的旋转焊接运动速度和均匀的旋转焊接运动速度下使用智能化焊接工具所获