铝合金焊接方式的发展趋势（1）传统的焊接方法： 根据前人的研究成果，传统焊接方法技术已经比较成熟，如今研究的主要方向是改善和创新。TIG 焊（Tungsten Inert Gas Welding），又称为惰性气体钨极保护焊。TIG 焊 焊接 0。5 至 4。0mm 铝合金材料和不锈钢都是最常用的焊接方式。由于 TIG 焊接 的气密性较好能降低压力容器焊焊接时焊缝的气孔，所以 TIG 焊加填丝的方式 常用于压力容器的打底焊接。所使用的惰性气体为氩气。TIG 焊按操作方式主要 分为三种，它们分别为自工焊、半自动焊和手动焊。在使用焊接电源方面，TIG 焊焊接铝、镁及其合金时一般采用交流电源。相比其他焊接方法，TIG 焊的优点 有：氩气能有效地隔绝周围空气、钨极电弧稳定和热源和填充焊丝可分别控制， 同时也存在这熔池浅，熔敷速度小，生产成本较高的缺点。83556

MIG 焊（Metal Inert-gas Welding）,又称为熔化极惰性气体保护焊。MIG 焊 和 TIG 焊操作和所用材料基本一样，唯一不同的是 MIG 焊是用金属丝代替焊炬 内的钨电极。所以，MIG 焊接的焊丝由电弧熔化，之后将其送入焊接区，电力 驱动按照焊接时所需要的把焊丝从线轴送入焊炬。MIG 焊接热源和 TIG 焊接要 求的一样，但是，在极性方面，和 MIG 焊接和 TIG 焊接所使用的恰恰相反，两 种焊接方式所使用保护气体也不相同，要在氩气中增添 1%氧气。

MIG 焊接和 TIG 焊接都非常适合焊接铝、铜及其合金等材料。焊接的过程 中几乎没有氧化烧损材料的担忧，而且劳动生产率高。MIG 焊焊接铝及铝合金 时，为了提高铝合金焊头的质量，可以使用亚射流熔滴过渡的方式 [12]。氩气是 惰性气体，对焊丝及母材表面的油污、铁锈等杂质很是敏感，与此同时容易造成 气孔的产生，所以焊接前必须仔细清理焊丝和材料。

美国航空航天管理局（NANA）对变极性做了研究，研制出了以变极性等离 子弧焊工艺（VPPAW）为核心的焊接方法和设备，成功实现对厚板铝合金材料 的焊接[13]；2001 年芬兰 Kemppi 公司在市场上推出一款全数字化脉冲 MIG 焊机， 使递送焊丝速度与脉冲频率相协调来增强焊丝质量[14]。中山大学黄儒瑛对基复 合材料进行电子束焊是发现由于成分挥发，使合金基材无法产生足够的强化相 Mg2Si，进而导致材料的强度降低[15]。

（2）固相焊接方法：

如今的生产实践中，固相焊接方法应用的较为广泛，搅拌摩擦焊（FSW)就 属其中一种。搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding）可以进行不同焊接位置连接。

挪威已建立了世界上第一个搅拌摩擦焊商业设备，可焊接 3 至 15mm、尺寸 6×16 的 Al 船板。与其他焊接方式相比，搅拌摩擦焊具有独特的优势，优势就在于焊 接过程，由搅拌头插入两个试件的需要焊接的部位，经焊接接头相当高速度的转 动，从而使焊头与试件接触产生摩擦，最终在两块试件连接部位的温度升高达到 软化的效果。焊接过程如图 1。1 所示。

搅拌摩擦焊原理示意图论文网

焊接过程中搅拌摩擦焊是不需要消耗其他焊接材料的，只是消耗焊接搅拌头。 同时，搅拌摩擦焊接造成的焊接残余应力相对于其他焊接方式小得多。另外，搅 拌摩擦焊焊接前后对环境污染小，对作业环境要求低，能一次完成长焊缝、大截 面、不同位置的焊接，然而搅拌摩擦焊也存在这焊速不是很高、搅拌头损耗太快 等缺点。

前人对固相焊接技术也做了不少的研究。Rolf Larsson 等人对 6 系铝合金材 料进行了搅拌摩擦焊，最终得到最小焊接厚度达到 1。5mm，最厚厚度达到 50mm[16]。

2 焊接残余应力存在的危害性