简析车用铝合金焊接技术

简析车用铝合金焊接技术
近年来，随着国名经济的稳步增加，汽车的保有量逐年增高，而汽车制造逐年在向环保、节能、轻量化的方向发展，而汽车的车身框架正在有空间框架逐步向铝合金材料的复合材料框架方向发展。

并且铝合金的车身框架还具有很好的耐腐蚀性，很高的比强度，非常好的热稳定性，并且在加工的时候成型容易等等的特点，使铝合金复合材料成为了汽车车架的实现汽车轻量化的较好选择。

但是由于铝合金本身的物理化学方面的性能，使其在汽车制造过程中的焊接过程中存在着一定的困难，例如铝的强氧化能力使铝合金在焊接过程中很容易产生氧化铝，从而导致焊接部位有大量的夹渣。

另外铝合金具有高的导电率和导热率，这使焊接电源产生的热能很快的由铝合金母材给传导出去从而造成焊接的困难。

另外还有铝线的膨胀系数大，铝合金在温度为370℃环境下，其塑性和强度都会出现明显的下降等等焊接特点。

如果采用与钢或铁同样的焊接方法将出现焊接品质不良等问题
由于汽车用铝合金具有以上的特点并且在焊接汽车用铝合金时为了满足车辆的轻量化一般焊接的都是铝合金薄板，那么采用焊接这种结构的焊接方法一般都是采用氩弧焊的方法，较常采用的氩弧焊包括：熔化极氩弧焊MIG，钨极氩弧焊TIG，脉冲氩弧焊等。

在汽車生产过程中，企业一般在追求效益的同时还要对焊接的质量有很高的要求，因此，提升汽车铝合金的焊接技术对汽车大规模的生产有着重要的意义。

我们下面对汽车铝合金生产中焊接方法进行细致的分析和研究。

汽车用铝合金的焊接技术
熔化极氩弧焊MIG和钨极氩弧焊TIG都是现代汽车工业中使用比较多的焊接技术，特别是钨极氩弧焊是汽车企业中生产非常成熟的技术。

一、熔化极氩弧焊MIG。

其工作原理是使用四轮将焊丝送入，同时导电嘴开始到点，这时焊丝与木材之间产生了电弧，焊丝开始融化，在这同时将氩气送入来保护焊丝与熔池，使他们免收外部的气体污染。

其特点是电流较高，其产生的热量很大，而且相对较集中，焊接速度也非常的快；另外其引弧难度相对较小，这样焊接的防护措施需要做到位，来防止过大的弧光和烟雾对焊工造成身体伤害。

二、钨极氩弧焊TIG。

其焊接的对象都是0.5-4mm厚度的不锈钢板，其焊接热源是直流电弧，工作电压一般为10到15伏特，而且电流达到300安培，其作业的
工件作为正极，焊接的钨极来作为焊接的负极，其使用的保护气体一般用氩气。

这种焊接方法的优势是钨极氩弧焊过程中电弧还有自动清除工件表面氧化膜的作用。

因此，可成功地焊接易氧化，氮化、化学活泼性强的有色金属、不锈钢和各种合金。

另外钨极电弧稳定也就是说在很小的焊接电流（<10A）下仍可稳定燃烧，特别适用于薄板，超薄板材料焊接。

最后热源和填充焊丝可分别控制，因而热输入容易调节，可进行各种位置的焊接，也是实现单面焊双面成形的理想方法。

但是也有不足的地方，其焊池较浅，熔敷的速度非常慢，这就影响了生产率。

另外钨极本身的电流承载能力也是比较小的，过大的电流产生很高的温度可以使其气化或熔化，这样钨极容易进入熔池，形成对焊缝缺陷—夹渣。

三、脉冲熔化极氩弧焊，这种焊接方法可以焊接任何金属材料，特别适合铝合金的焊接。

脉冲的熔化极氩弧焊的电流是脉冲式的，而且其最大电流和它的熔滴过程又都是可以控制的，其具有非常广泛的电流调节空间；而且还可以全方位焊接，不留焊接死角；并且可有效控制热量的输入，这样可以很好地控制焊接接头的性能和质量。

但是其设备也相对较为复杂，购置设备的费用相对较多，焊接时需要对机器调制的参数也较多。

四、铝合金激光焊，这是最近才出现的铝合金焊接新技术，它和传统的铝合金焊接相比有以下的优势：第一，焊接时的输入能量密度非常高，这样可以使如输入量变得很小，使铝合金的焊接形变相对减小。

产生的热影响区和熔化区较小的焊接结构；第二，其冷却速度相对较快，可以得到非常细小的焊接晶粒，得到较好焊缝的力学性能；铝合金的激光焊接速度较快，其功能相对较多，可适应各种焊接环境，可靠性也相对较高。

综合以上优点，铝合金激光焊在焊接效率、精度和自动化程度上都远远高于传统的焊接方法。

但是因为其成本高、工件的准备要求极其严格以及焊接接头间隙的许允度低等原因没有得到大规模推广。

五、铝合金激光焊-电弧复合焊，这中焊接方法是将电弧和激光复合在一起来进行铝合金的焊接的，在这个过程中激光和电弧相互影响，这种方法能够避免两种方法各自本身的缺陷，起到良好的相互补充的效果。

其主要优势有其保持了铝合金激光焊的效率高，焊接质量好，低热输入等优势；另外其焊接后的外观相对美观，最后就是环境的适应性好，焊接的稳定性也好。

这种焊接方法别是在焊接铝合金的汽车构架上应用时优势较大，这也是未来汽车制造行业的发展趋势。

总之，汽车用铝合金焊接技术将会伴随着汽车产业的增长迅速向前发展，并且在发展的道路上不断有新的更加先进的焊机技术诞生，这都需要我们在研究和探索的道路上继续前进，为汽车产业及其焊接产业做出应有的贡献。