4.1.4  母材微观组织 27

4.2  焊接接头缺陷分析 27

结  论 31

致  谢 32

参 考 文 献 33

1  绪论

1.1 选题背景与选题意义

随着现阶段高新科技和材料学，制造业的迅猛发展，铝合金在生活生产中应用日益广泛。高强铝合金因其具有较高的比强度、良好的导电性，延展性和耐腐蚀性、密度小及良好的力学性能, 成为航空航天、轻型战车结构的理想材料。国外航空军事竞争逐日加强，我国国防工业也快速发展,基于高强铝合金的强度和良好的力学性能，对高强铝合金的需求快速增加，在轻型战车、客机、航空航天应用最为广泛。高强铝合金制造各种结构材料和零部件主要是通过焊接成形, 因此焊接性能是其重要的工艺性能指标。

铝合金焊接主要有以下难点[1,2] ：

(1)热裂纹：铝合金属于典型的共晶性合金，而且线膨胀系数较大（23．5×l0 /℃ ，比钢约大两倍左右）。焊缝凝固时会形成所谓的“液态薄膜”,使晶界的结合力变弱,由于过大的收缩内应力而导致裂纹。

(2)氧化膜：铝合金表面易产生难熔的氧化膜(Al2O3熔点为2060 ℃), 很稳定，易吸潮，难去除，妨碍焊接过程的进行，在焊接过程中易形成气孔、夹渣等缺陷，从而降低焊接接头的机械性能，从而需要采用大功率密度的焊接工艺；

(3)氢气孔：由于氢的溶解度骤降，铝合金焊接中易形成氢气孔。

(4)导热率和比热容大：比钢大很多,相同焊接速度下,热输入量要比焊接钢材大2～4倍，为了获得高质量的焊接接头，必须采用能量集中、功率大的热源，并采取预热措施。

(5)接头“软化”：合金元素的蒸发和烧损，铝合金焊接接头软化严重, 强度系数低。

(6)无色泽变化：铝及铝合金从固态变成液态时无明显的色泽变化，因此在焊接过程中给操作者带来不少困难。

针对中厚板高强铝合金，由于其厚度大和高导热性,其焊接性也变得困难，焊接时需要克服的难点更加复杂多变。对于铝合金中厚板，需采用多层多道焊, 而焊缝表面易形成的高熔点氧化铝, 会导致焊缝夹渣, 焊后热裂纹严重, 接头强度弱[2]。鉴于厚板高强铝合金以上的焊接特点和难点, 要想得到优良的焊缝, 就需要采用能量密度大、焊接热输入小、焊接速度高的高效焊接方法。

随着国际焊接技术的成熟发展，高效的焊接方法得到了广泛推广，针对高强铝合金中厚板的焊接难点做了大量的研究。高强铝合金中厚板的新型焊接工艺, 在交通车辆、航天航空，军事兵器等行业得到了特定应用, 新工艺可以较好地解决铝合金焊接难点, 焊后接头性能良好[3]。随着铝合金的生产成本的降低和铝合金制造连接技术的逐步完善，铝合金的应用受到青睐，在各个领域中空前发展。论文网

1.2 铝合金焊接技术现状

1.3 几种新型的铝合金焊接方法

对于铝合金传统的TIG焊接和MIG焊接，虽然能满足接头的性能要求，但是在没有改进之前，针对中厚板，其熔透能力差，焊接变形大，生产效率不高等缺点，使国际焊接研究人员提出新型的铝合金焊接方法。世界上主要的工业发达国家已将这些先进技术广泛用于航空宇航、航天军工、兵器工业、船舶工业及高速列车等领域的结构制造中。主要有以下先进技术：搅拌摩擦焊和激光- 电弧焊。