铝合金专用焊锡丝：铝合金焊接技术的发展

现代科学技术的发展促进了铝合金焊接技术的进步。可焊接的铝合金材料范围逐步扩大，现在不仅可以成功地焊接非热处理强化的铝合金，而且解决了传统的航空航天和军工等行业，逐步扩大到国民经济生产和人民生活的各个领域。

铝合金的应用领域正在不断的扩大，除了在航空，航天以及建筑行业应用外，在汽车，造船，机械，电器、制冷、军事和包装等行业也得到愈来愈广泛的应用，随着铝合金应用的发展，铝焊接问题就显得越来越重要，铝合金的应用和铝焊接技术的发展是相辅相成的，要扩大铝合金的应用范围，必须提高铝合金的焊接技术；铝合金焊接技术提高了，会促使铝合金应用领域进一步扩大，在50年代以前，由于铝焊接工艺比较落后，使得铝合金的应用受到很大的限制。自50年代以后，铝合金的焊接技术有了突破性的进展，从而使得铝合金在许多领域中的应用成为可能，铝焊接技术虽然在国外已经发展了三、四十年，但仍有许多问题待于解决；特别是一些新的应用领域对铝焊接工艺提出了新的要求。下面首先介绍一下铝焊的发展和应用情况。

在航空，建筑和机械领域中，传统的连接方法是铆接，这种方法的缺点是铆接处易于产生静电腐蚀和接口松动。所以，国外在这些领域中采用焊接方法。

铝合金在汽车方面的应用是汽车材料的一个新的发展方向。适应节能的要求，汽车制造者正在不断寻求用铝合金来代替钢材，目前，日本由于采用铝合金代替钢材，使得汽车重量减轻了20%-50%，燃料节省10%以上。最近，有的公司推出了全铝汽车，使用铝合金的优点，不仅在于减轻重量，也提高了耐腐蚀性，从而使材料的使用寿命得到了延长。汽车上的铝结构连接都要求焊接，并要求焊缝有良好的机械性能，无气孔。除结构件之外，汽车上的散热器也是向着铝合金化的方向发展，传统的汽车散热器采用铜合金，重量大成本高。在铝合金的焊接技术提高之后，铝合金的散热器比铜合金有更多的优越性。目前，许多汽车公司都在推广用铝合金来代替铜合金来制造汽车散热器。

轮船上铝合金的应用也有迅速的发展，且几乎所有的连接部位都要求焊接。在发达的国家游艇的生产量很大，舰体一般都是全铝结构；过去采用铆接，现在转向焊接。另外，气垫船也从用玻璃钢材料向铝合金转化，为减轻船体重量，大型客货轮和军舰的上层建筑也逐渐采用铝合金结构。

铝合金在制冷工业方面的应用也是一个新的发展方向，传统的制冷技术是采用散热器，连接的部位采用钎焊，钎焊的质量不易保证，制冷剂易于泄露，目前使用的氟利昂制冷剂，是造成大气臭氧层别破坏的罪魁祸首。国际社会强烈的要求制止氟利昂的生产，采用铝合金散热器后，连接部位的焊接是用铝熔焊，其效果优于钎焊。可以保证制冷剂没有泄露。因此，铝合金散热器的应用有着良好的前景。这是制冷行业的一项重大的措施，目前在国外得到不断的推广。

另外在军工方面铝合金的应用也是日趋广泛。用铝合金来代替钢材，会使武器装备的重量大大减轻，携带和运输都很方便。

铝焊接中的一个重要问题是铝焊料的生产，目前根据焊接的母材不同把铝焊料分成两个系列。一种是用于加工铝材焊接的焊料，另一种是用于铸铝焊接的焊料。在美国用于加工铝焊接的焊料有十几种品种，有1100、1199、2319、4043、4047、4145、4643、5183、5356、5554、5556和5654等牌号。用于铸铝的焊料有4008、4009、4010和4011等几种牌号。其中1100、1199 系列焊料的化学成分是纯铝加上微量合金元素，铝的含量在99%以上；2000系列焊料是铝铜合金；4000系列是铝硅合金，5000系列是铝镁合金，用于铸铝的焊料系列4000是铝硅铜镁合金。由于铝焊接工艺要求严格，所以对焊料的质量要求很高，首先化学成分要分布均匀，如果化学成分的偏析，就会导致焊接区产生裂纹；另外焊料中要防止气孔和夹杂物，液态铝中氢的溶解度比固态铝要高出20倍以上，因此在生产铝焊料的过程中要防止水气和其它能产生氢气气泡或一些氢气产生的空穴，都会使焊缝区的塑性变坏而产生氢脆现象。因此，除了生产过程中要保证焊料的无气孔性，在运输，储存过程中也要避免焊料吸水以及其他的污染源，对铝焊料产品的包装要求也很严格，一般都采用塑料密封包装，铝焊料产品有两种类型：一种是丝材，一种是棒材，前者主要是用于自动焊接，后者主要用于手工焊接。丝材的包装采用轴装，棒料的包装采用塑料套封装。在储存中要放在干燥无水气的容器内。用于自动焊接的焊丝要求有标准的轴重，有1磅，15磅和30磅几种。另外，焊丝的表面要求无润滑剂污染，直径规格也有一定的标准。

在铝合金焊接中，铝焊料品种的选择也要规范化，焊料的选择首先取决于母材，有同种母材的焊接，也有不同种母材的焊接，无论一种情况的焊接都几种焊料可供选择，这种选择的目的是取决于焊缝的使用性能要求，根据铝合金应用情况，使用者可以根据焊接的具体使用条件来选择焊料的种类。应当指出，每一种焊料只有在某些使用条件下才有良好的表现，使用者必须根据主要的性能要求来选择焊料，而不可能选择一种焊料在所有性能方面都很优越，必须有所取舍。这种铝焊材料焊接性能可以制定出一个等级表，根据这个表可以对不同母材和不同使用条件的铝焊接选择出正确的焊料。

铝是化学性质很活泼的元素，很容易和氧化合而形成氧化铝，氧化铝的熔点很高，在一般的铝焊接温度下不会融化，只会形成杂质，使焊缝区的塑性降低，另外也常常导致产生焊接裂纹。所以在焊接过程中也采取一定的措施去去除表面氧化物。有一种技术叫阴极浸蚀方法，他是利用调节阴极电位的方法使氧化铝在焊接过程中首先除掉，以获得良好的焊接质量。

在铝焊接中，焊料进料多少也会导致焊接质量的低劣，采用人工焊接很难保证进料的速度均匀一致。在国外，大量的焊接都是采用自动焊接的方法，这种方法有一定的焊料传输机构，使得焊接过程中焊料的输入速度保持恒定，一旦条件选择适当。可以保证焊缝均匀， 质量可靠。

铝焊接目前所使用的方法有金属电弧保护焊和钨电弧保护焊两种。他们的原理是利用在惰性气体下产生的电弧去除掉铝表面的氧化膜，而使母材熔融的办法来获得良好的焊接，这种焊接方法对惰性气体的覆盖以及电弧的强度等的控制都要适当，因此焊接技术的掌握也很重要。

铝焊接技术有了很大的发展，目前的发展是向自动化和规范化的方向。一些大公司现在开始用计算机控制和机器人进行TIG焊接，随着铝合金应用的广泛发展，铝焊接技术将会有更加广阔的前途。

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