鋁合金的焊接研究現(xiàn)狀國內(nèi)外文獻綜述目錄TOC\o"1-2"\h\u26226鋁合金的焊接研究現(xiàn)狀國內(nèi)外文獻綜述 129443(1)等離子弧焊 124996（2）攪拌摩擦焊 118483(2)電子束焊和點焊 228389參考文獻 3(1)等離子弧焊等離子熱電弧焊,是一種廣泛指用于利用帶有等離子弧的一種高能量和低密度的熱束流熔體來將其作為退火焊接時的熱源源并進行退火熔焊的焊接技術(shù)。等離子型電弧體的焊接加工技術(shù)同時具有焊接能量比較集中、生產(chǎn)率高、焊接加工速度快、應力小和變形小、電孤穩(wěn)定且更好地控制適宜于加工焊接金屬薄板和盒體內(nèi)的金屬箱材等多大優(yōu)勢,尤其特點是特別適合于各類高度難熔、容易發(fā)生氧化和熱力學敏感性好的有色金屬材料(具體例如氧化鎢、鉬、銅、鎳、鈦等)。氣體被稱為電弧經(jīng)過高溫加熱處理后所直接產(chǎn)生的離解,在高速經(jīng)過一個水冷氣體噴嘴的氣流時候它就會直接受到高速壓縮,增大了氣體能量的離子密度與離解時的程度,形成了一種等離子弧。它的導熱穩(wěn)定性、發(fā)熱量和反應溫度均值都要比普通焊接電弧高,因此使它具有很大的電弧融透力和較快的電弧焊接反應速度。這些氣體形成一個等離子或圓弧狀的惰性氣體及其周圍的安全防護惰性氣體一般需要采用純凈的最高純度。根據(jù)不同使用類型氣體工件的使用原材料和化學性質(zhì),也就是可以通過選擇少量使用可由氦、氮、氧化物或其中二者相互作用混合而得形成的氣體混合惰性氣體。焊7075鋁合金時通?？赡軙苯映霈F(xiàn)一些焊接缺陷。學者李國偉等人REF_Ref18561\r\h[1],為有效避免了以上諸多具有缺陷性的問題,采用用于變壓器極性好的等離子體電弧焊對中厚7075鋁合金涂層板材構(gòu)件進行無縫焊接。焊接處理后的工件強度最薄弱的區(qū)域通常為兩個母材的搭接區(qū)域。他們的研究使整個焊縫接處的整體組織結(jié)構(gòu)得到了充分細化,各項性能得到了非常大的提高。（2）攪拌摩擦焊攪拌式自動摩擦式電焊的具體制備操作方法和采用常規(guī)式攪拌摩擦式電焊相同。攪拌式熔體摩擦電弧焊接器還是一種可以利用熔體摩擦的加熱和塑性變形產(chǎn)生電弧的專用加熱器并可作為機械焊接的主要使用熱源。不同的區(qū)別地方之一就是采用攪拌式焊接摩擦加熱焊接在焊接的加工過程主要原理是由一個方形圓柱體或其他特殊形狀(其中例如一個帶有白色螺紋的方形圓柱體)通過攪拌后的針(weldingpin)直接將針伸入焊頭到兩個不同工件的焊接縫處,通過多次攪拌后的針帶動焊頭高速地左右旋轉(zhuǎn),使其與兩個主要焊接不同工件的主體材料之間產(chǎn)生強烈摩擦,從而直接導致兩個主要連接工件部位的主體材料不會受到焊接溫度差的增加而發(fā)生軟化。同時還可能需要將焊接材料內(nèi)部經(jīng)過強力攪拌和擠壓摩擦處理才能順利完成二次焊接。焊接操作流程設(shè)計如圖見下圖所示。在進行工件接頭焊接的操作過程中,工件焊接需要將焊頭剛性緊緊地焊接固定在兩個工件的焊接背墊上,焊頭邊向底部高速旋轉(zhuǎn),邊沿著兩個工件上的接縫曲線相向地快速移動。焊頭的材料凸出段可以延伸在達到焊接材料內(nèi)部后再對其進行內(nèi)部壓力自動摩擦和加熱攪拌,焊接接頭的材料肩部溫度會隨著焊接工件的材料表面溫度發(fā)生壓力摩擦而迅速產(chǎn)生熱,并且被廣泛用于有效防止在材料有一定塑性層的狀態(tài)下熱從材料內(nèi)部溢出,同時還真的可以用來達到快速清除留在材料內(nèi)部表面的塑性氧化層或者薄膜的良好效果。在焊接過程中,攪拌針在旋轉(zhuǎn)的同時伸入工件的接縫中,旋轉(zhuǎn)攪拌頭(主要是軸肩)與工件之間的摩擦熱,使焊頭前面的材料發(fā)生強烈塑性變形,然后隨著焊頭的移動,高度塑性變形的材料逐漸沉積在攪拌頭的背后,由此就可能會直接形成了類似攪拌式高壓摩擦電流焊的弧形焊縫。攪拌式自動摩擦機點焊在加工設(shè)備上的基本技術(shù)條件要求也不高,最基本的設(shè)備技術(shù)條件要求就是一個焊頭上的旋轉(zhuǎn)方向運動與多個工件相對方向移位的旋轉(zhuǎn)運動,即便一臺大型切削銑床還不可能簡單易地達到多個零部件的大中小規(guī)模自動對接和點焊。然而,焊接傳動裝置及其焊接夾具在加工機械上的運動剛性仍然可說是一個極為重要。攪拌機的專用焊接工具頭一般由專用工具頭和鋼接頭焊接而來形成,焊頭的相連直徑和焊接長度通常都會比要求其所有必需的工具焊接頭和深度略短。應該指出,攪拌摩擦焊縫結(jié)束時在終端留下個匙孔。通常這個匙孔可以切除掉,也可以用其它焊接方法封焊住。針對匙孔問題,已有伸縮式攪拌頭研發(fā)成功,焊后不會留下焊接匙孔。何建軍和李玉斌REF_Ref21036\r\h[2]分別采用電動攪拌機械摩擦焊法對7075型鋁合金電動機進行焊接,并且在電動攪拌機焊接后主要通過電動攪拌機焊接整體旋轉(zhuǎn)運動速度和電動攪拌機焊接接頭整體旋轉(zhuǎn)運動速度兩兩個角度來對電動攪拌機械部件的機械組織和電動力學特性問題做出深入的研究。實驗結(jié)果顯示:在適當?shù)男D(zhuǎn)焊接運動速度和均勻的旋轉(zhuǎn)焊接運動速度下使用智能化焊接工具所獲得的活動式焊接機構(gòu)頭和連續(xù)焊接機構(gòu)運動特點性能好。接頭處的母材抵抗拉應力的最大強度應該是可以最高地達到接頭處母材97.4%,接頭的直線伸長率為接頭母材的3.1%。丁瑞華REF_Ref21186\r\h[3]在鋁合金板材攪拌摩擦焊接接頭疲勞性能的影響的研究中表明,溫度時間一定時,隨著溫度的不斷升高,其性能的主要表現(xiàn)形式為先緩慢增加后逐漸減小;當固定液溶時間溫度保持不變。(2)電子束焊和點焊電子束焊機用高壓電源與其它類型的高壓電源相比，具有不同的技術(shù)特性。根據(jù)國外電子束焊機制造商的出廠標準、德國DIN標準和我國電子束焊機的技術(shù)要求，電子束焊機用高壓電源的要求具體如下:電子束焊機用高壓電源的技術(shù)要求由于在國內(nèi)外還沒有一個統(tǒng)一的標準，根據(jù)一些廠商提出的技術(shù)要求主要為紋波系數(shù)和穩(wěn)定度，紋波系數(shù)要求小于1%，穩(wěn)定度為±1%，幾乎所有的電子束焊機制造商都提出這樣要求。其中德國PTR公司還提出了中壓型的技術(shù)要求，它要求相對紋波系數(shù)小于0.5%，穩(wěn)定度為±0.5%，同時還提出了重復性要求小于0.5%。以上要求均根據(jù)電子束斑和焊接工藝所決定。另外，德國Pro-beam集團提出了電子束硬化所作的鋼含碳量必須大于0.18%,真空的優(yōu)勢是退火后無顏色變化，無氫脆，深度在0.1-1.7mm之間，無表面溶解。郭桂芳REF_Ref21614\r\h[4]采用新型電子束電弧焊對各種鋁合金金屬板材內(nèi)部進行無縫焊接,研究表明:塑料焊接縫中殘余物的應力與焊接距離和焊縫焊接中心點的位置息息相關(guān)REF_Ref23198\r\h[5]。比如說:如果距距離焊接中心的焊點位置越近,焊接縫中殘余點的應力就越大,且多為橫向拉伸的應力;如果距離離中心點的位置愈來越遠,殘余殘余應力則可以表現(xiàn)為突出越來越小的變化趨勢REF_Ref23306\r\h[7]。正如文獻REF_Ref19005\r\h[8]REF_Ref19015\r\h[9]所述那樣樊文飛等人分析了7075鋁合金點火件焊接的鉆頭結(jié)構(gòu)組織和焊接性能。結(jié)果表明:7075鋁合金接頭點焊連接母材開始連焊接件所用插頭的原始點接熔核板在熔體放大區(qū)顯微縮小區(qū)的熔體硬度大大明顯低于原始點接開焊連接母材顯微縮小區(qū)的熔體硬度;點焊連接母材開始連焊后,接頭的焊板整體耐熱塑性、韌性性能表現(xiàn)相對較差,接頭和焊板的整體斷裂及其焊接形式均具有較為準確的的圖解和較理論的點接斷裂。參考文獻李國偉，陳芙蓉，韓永全,等.高強鋁合金脈沖變極性等離子弧焊接頭組織與性能[J].焊接學報,2016,37(11):27-30+130.何建軍,李玉斌，李盛,等.7075鋁合金攪拌摩擦焊接頭組織與力學性能研究[J]熱加工工藝，2011,40(19):142-144.丁瑞華.固溶時效工藝對7075鋁合金板材攪拌摩擦焊接接頭疲勞性能的影響[J].輕合金加工技術(shù),2017,45(04):56-60.郭桂芳，陳芙蓉，李林賀.7075鋁合金電子束焊接溫度場數(shù)值模擬[J].焊接,2006(03):28-30.郭桂芳，陳芙蓉，李林賀.7075鋁合金真空電子束焊接殘余應力場數(shù)值分析[J].熱加工工藝,2006(01):43-45.楊明.厚板焊接殘余應力的有限元計算[D].北京工業(yè)大學,2003.陸亞明.鋁合金預拉伸焊接及數(shù)值模擬[D].江蘇科技大學,2010.樊文飛，羅震，李洋,等.7075鋁合金點焊接頭的組織及性能分析[J].上海交通大學學報,2016,50(10):1601-1604.樊文飛.7075鋁合金點焊接頭組織及性能分析[A].中國機械工程學會焊接分會,2015:5.張琨，劉政軍固溶處理對7075超硬鋁焊接接頭組織及力學性能的影響[J].石油化工高等學校學報,2017(06):84-91.何克準，黃淑萍，樂永康,等.固溶處理對7021鋁合金組織與性能的影響[J].特種鑄造及有色合金,2016,36(11):1211-1214.任建平，宋仁國，陳小明,等.7xxx

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