鋁合金焊接工藝技術(shù)展望-資料下載頁(yè)
2025-06-18 02:52本頁(yè)面
【正文】 要求，必須采取熱輸量集中而且較小的焊接工藝。1995年英國(guó)劍橋焊接研究所發(fā)明摩擦塞焊技術(shù)［14］，洛馬公司和國(guó)家宇航局馬歇爾飛行中心進(jìn)行了補(bǔ)焊工藝研究，2000年已用于外貯箱焊接修補(bǔ)。這是一種新的焊接修補(bǔ)技術(shù)，在焊縫缺陷位置，鉆一楔形孔，將一個(gè)與孔的形狀相類似的楔形旋轉(zhuǎn)塞插入孔內(nèi)，高速旋轉(zhuǎn)時(shí)完整的楔形塞與孔表面摩擦生熱而實(shí)現(xiàn)焊接。焊接參數(shù)包括塞的直徑、旋轉(zhuǎn)速度、施加的壓力和塞的位移。它不同于熔焊修補(bǔ)，在缺陷去掉之前，要反復(fù)打磨和填充，焊接修補(bǔ)比通常的TIG熔焊修補(bǔ)強(qiáng)度高20%，改善了補(bǔ)焊部位的力學(xué)性能，而且不易產(chǎn)生焊接缺陷。采用這種修補(bǔ)工藝還可大大減少修補(bǔ)時(shí)間，降低成本。此外，也有人提出激光補(bǔ)焊的設(shè)想。鋁合金激光焊的難點(diǎn)在于鋁合金對(duì)CO2激光束（波長(zhǎng)為μm）極高的表面初始反射率（超過90%以上），對(duì)YAG激光束（）反射率接近80%。而且，鋁合金激光束還易產(chǎn)生氣孔。這些問題都有待于進(jìn)行深入的研究工作。 焊接工藝和焊接結(jié)構(gòu)安全評(píng)定技術(shù)由于航天產(chǎn)品的特殊性，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性極為重視。隨著焊接技術(shù)的發(fā)展，對(duì)航天產(chǎn)品焊接質(zhì)量和可靠性不斷提出新的要求。在實(shí)際生產(chǎn)中，焊接工藝的優(yōu)劣不僅要看其是否能夠完成所針對(duì)結(jié)構(gòu)的焊接，而且要看其是否具有相對(duì)穩(wěn)定的使焊接質(zhì)量達(dá)到產(chǎn)品驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的能力?！昂附有浴备拍罨卮鹆耸欠衲軐?shí)現(xiàn)焊接的問題；90年代，航天焊接工作者提出的“焊接工藝裕度”概念回答了一種焊接工藝是否能達(dá)到焊接質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的問題［15］。換言之，“焊接工藝裕度”概念是焊接工藝評(píng)定的基礎(chǔ)。例如：可根據(jù)焊接工藝裕度的評(píng)價(jià)方法對(duì)其保證焊接質(zhì)量的能力進(jìn)行評(píng)定，分為“合格工藝”、“限用工藝”以及“禁用工藝”等。當(dāng)然，對(duì)某一特定工藝進(jìn)行評(píng)定，仍需進(jìn)行必要的實(shí)驗(yàn)工作，首先要找準(zhǔn)影響焊接質(zhì)量的關(guān)鍵因素，而后方可對(duì)這些因素進(jìn)行綜合評(píng)定。由于目前技術(shù)水平和生產(chǎn)條件的限制，僅依靠焊后對(duì)焊縫的無(wú)損檢測(cè)尚不能完全評(píng)定焊接接頭的全部性能。在實(shí)際生產(chǎn)中，目前對(duì)鋁合金焊縫也只檢測(cè)氣孔、夾雜、裂紋、未焊透等幾類缺陷，而且難以做到100%檢測(cè)，尤其對(duì)于角焊縫，尚難進(jìn)行有效的檢測(cè)。即使對(duì)于鋁合金焊接時(shí)常見的氣孔缺陷， mm以上氣孔，而對(duì)于對(duì)接頭塑性影響較大的微氣孔尚不能做到充分判定?？傊?，焊接工藝仍是決定焊接質(zhì)量的直接因素，對(duì)焊接工藝在生產(chǎn)中保證質(zhì)量能力進(jìn)行科學(xué)的評(píng)定是非常必要的。針對(duì)焊接結(jié)構(gòu)的可靠性評(píng)定，是近20年焊接結(jié)構(gòu)安全評(píng)定技術(shù)不斷發(fā)展。這里僅介紹“合于使用”原則的概念［16］?！昂嫌谑褂谩痹瓌t是針對(duì)“完美無(wú)缺”原則而言的。在焊接結(jié)構(gòu)發(fā)展初期，要求結(jié)構(gòu)在制造和使用過程中均不能有任何缺陷存在，即結(jié)構(gòu)應(yīng)完美無(wú)缺，否則就要返修或報(bào)廢；后來(lái)曾任英國(guó)焊接研究所所長(zhǎng)的Edgar Fuchs通過大量實(shí)驗(yàn)證明：在鋁合金焊接接頭中，即使存在某種程度的氣孔，對(duì)接頭強(qiáng)度的影響可能微乎其微，而并非必要的返修補(bǔ)焊卻會(huì)造成局部殘余應(yīng)力的增大和微觀組織結(jié)構(gòu)的不利變化，導(dǎo)致使用性能的降低?；谶@一研究，英國(guó)焊接研究所首先提出了“合于使用”的概念。在斷裂力學(xué)出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用后，這一概念成為焊接結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期研究的中心課題之一，現(xiàn)已逐漸發(fā)展成為原則，并且有了明確的定義。在一些國(guó)家已建立了應(yīng)用于焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造和驗(yàn)收的“合于使用”原則的標(biāo)準(zhǔn)。在“合于使用”評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)中，均需輸入載荷、類裂紋缺陷和斷裂韌度3個(gè)參量，并可粗略地將安全評(píng)定方法分為斷裂力學(xué)方法和結(jié)構(gòu)試驗(yàn)方法。4 結(jié)束語(yǔ)鋁合金是航天產(chǎn)品的主要結(jié)構(gòu)材料之一。隨著材料技術(shù)的發(fā)展，鋁合金家族不斷壯大。在美國(guó)和俄羅斯，2219，1201，1420鋁合金都已獲得了廣泛的應(yīng)用，2195鋁合金也已開始應(yīng)用。在國(guó)內(nèi)，S147和2195等在未來(lái)航天型號(hào)中的應(yīng)用前景不容忽視。載人航天和可重復(fù)使用航天器對(duì)焊接結(jié)構(gòu)的可靠性提出了更高的要求。隨著這一進(jìn)程的出現(xiàn)，新焊接技術(shù)在航天工藝焊接生產(chǎn)中的應(yīng)用必將獲得突飛猛進(jìn)的發(fā)展，焊接自動(dòng)化和高的質(zhì)量及可靠性保證能力將是21世紀(jì)對(duì)焊接技術(shù)的基本要求。尤其是鋁合金中厚板和厚板焊接技術(shù)在近幾年將成為航天焊接工作者研究和推廣的熱點(diǎn)之一。8 / 8
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