铝及铝合金钎焊技术的研究现状

铝焊行业的发展趋势
铝焊行业的发展趋势主要体现在以下几个方面：
1. 创新焊接技术：随着科技的进步和市场需求的不断变化，铝焊行业不断引进和研发新的焊接技术，如激光焊接、摩擦搅拌焊接等，以提高焊接质量和效率。

2. 电动化和智能化：随着电动车和智能制造的快速发展，铝焊行业将面临电动车用铝焊接技术的需求增加和智能化生产的要求，自动化设备和智能机器人的应用将得到进一步推广。

3. 轻量化需求：由于铝合金具有轻质、高强度的特点，被广泛应用于汽车、航空航天、建筑等领域，随着轻量化趋势的不断发展，铝焊行业将迎来更广阔的市场需求。

4. 环保可持续发展：焊接过程中产生的废气、废水和废渣等环境污染问题，将推动铝焊行业向环保和可持续发展方向转变。

采用环保焊接工艺和材料，提高资源利用率，实现绿色发展将成为行业的发展目标。

5. 国际合作和市场竞争：随着全球经济一体化的发展，铝焊行业将面临来自国外的竞争和合作机会。

加强国际合作，争取更多的技术和市场资源，提升自身的竞争力，将是行业发展的重要方向。

总的来说，铝焊行业的发展趋势是技术创新、电动化和智能化、轻量化需求、环保可持续发展和国际合作与竞争。

这些趋势将带动铝焊行业迎来更广阔的市场和发展机遇。

２ ０ １ ３ Ｎ Ｏ． １ ０（ 上 ）
工 业 技 术
Ｃｈ ｉ ｎａ Ｎｅ ｗ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ Ｐｒ ｏ ｄ ｕ
铝合金焊接研究现状
张 瑞 英
（ 河北科技 大学 ，河北 石 家庄 ０ ５ ０ ０ １ ８ ）
摘 要 ：现 代 有 色金 属 焊接 工 艺 的进 步 ，将 有利 于我 国工 业 的进 步。 本文 从 铝合 金 的分 类及 其 焊接 性 出发 ，介 绍 了钨 极 氩 弧 埠、搅 拌 摩擦 焊 、熔 化极 惰 性 气体保 护 焊 、激光 焊 、激 光 一 电弧复合 焊 在铝 合金 焊接 中的研 究现 状 ，并对 铝 合金 焊
２ ． ３ＭＩ Ｇ焊
成塌陷。焊接铝合金时，易出现氢气孔 ， 因 为 氢 在 铝合 金 中 的溶 解 度 ，会 由液 态
时６ ９ ｍＬ ／ １ ０ ０ ｇ变 到 ０ ． ０ ３ ６ ｍ Ｌ ／ １ ０ ０ ｇ ， 使 气 体 在 熔 池 快 速 凝 固时 来 不 及 溢 出而 成 为 气孔。 合 金一 般有 较 宽 的脆性 温度 区间 ， 线 膨 胀 系 数 大 ，约 是 低 碳 钢 的 ２ 倍 ，凝 固时平均收缩率约 ５ ％，因此铝合金焊接 中易 产 生 变 形 和热 裂 纹 。铝 合 金 与 氧 的 亲和 力 大 ，暴 露 在 空 气 中表 面 会 生 成 一 层 氧 化 膜 ，熔 点 约 ２ ０ ５ ０ ￣ Ｃ ，焊 接 时 阻 碍 填 充 金 属 与基 体 的 润 湿 ，易 造 成 夹渣 。 对 于锻 造铝 合金 ，焊后 易软 化 。 ２铝合 金 的焊接 方 法 ２ ． １ 钨极 氩 弧焊 钨 极 氩 弧 焊 是 目前 广 泛 应 用 的铝 合 金 焊 接 方 法 ，用 金 属 钨 做 电极 ，惰 性 气

铝合金软、硬钎焊研究班级：学号：姓名：年月日钎焊是利用熔点比母材熔点低的填充金属（称为钎料或焊料）在低于母材熔点、高于钎料熔点的温度下，利用液态钎料在母材表面润湿、铺展和在母材间隙中填缝，与母材相互溶解与扩散，从而实现零件间连接的焊接方法。

和传统的熔焊相比，钎焊时母材不熔化，仅钎料和钎剂熔化。

美国焊接学会（AWS）对钎焊的定义是：“一组焊接方法，它通过把各种材料加热到适当的温度，通过使用具有液相温度高于450℃但低于母材固相线温度的钎料完成材料连接。

钎料依靠毛细管吸附作用分布到接头紧密配合面上。

”通常按照所采用钎料的熔点可将钎焊分为两类，钎料熔点低于450℃时称为软钎焊，高于450℃时称为硬钎焊。

铝到目前为止仍然是重量轻、加工性好和经过时效硬化能提高强度的优良金属材料，尤其是经过阳极氧化等表面处理后，不但提高了抗蚀性能而且表面也变得美观了。

在添加铜、硅、镁、锌、锰以及镍、铁、钛、铬、锂等元素后，铝合金凭其密度低、强度高（接近或超过优质钢）、塑性好以及优良的导电性、导热性和抗蚀性，已经成为工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。

随着近年来科学技术以及工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。

铝合金的广泛应用促进了铝合金焊接技术的发展，同时焊接技术的发展又拓展了铝合金的应用领域，因此铝合金的焊接技术正成为研究的热点之一。

目前，我们接触到的用来焊接铝合金的方式有钎焊、搅拌摩擦焊、TIG焊和激光焊接技术。

和其他金属（如铜、铁和镍等）材料相比，铝的钎焊较困难，工艺钎焊性较差，其主要原因[1]是：(1) 铝的自由能值很小，对氧的亲和力极大，因此铝合金很容易生成氧化物，这一层表面致密的氧化膜严重阻碍钎料和母材之间的原子扩散，大大影响了钎焊时的润湿、反应及结合。

(2) 为清除铝合金表面的氧化膜而使用的钎剂，往往具有很强的腐蚀性，如果钎焊结束后清理不及时或不彻底，很容易就将焊接接头腐蚀破坏。

铝板焊接调研报告铝板焊接调研报告一、调研目的和背景铝板在工业生产中得到广泛应用，而焊接是将铝板连接在一起的常见方法之一。

然而，由于铝的低熔点和导热性能，焊接过程中存在一些技术难题。

本次调研旨在了解铝板焊接的技术和方法，找到解决焊接问题的途径。

二、调研方法1. 文献资料收集：查阅相关的学术论文、行业报告和技术手册，了解国内外在铝板焊接领域的最新研究成果和应用案例。

2. 实地调研：与相关企业和焊接技术专家进行面对面的交流和访谈，了解他们在铝板焊接中的经验和技术。

3. 网络调研：通过网络搜索、论坛交流等方式获取大量的焊接技术信息，包括视频教程、论坛帖子和社交媒体上的讨论。

三、调研结果1. 焊接方法：目前常用的铝板焊接方法有TIG焊接、MIG焊接和电阻焊接等。

TIG焊接适用于焊接薄板和精细结构，焊缝质量较高；MIG焊接效率高，适用于大面积的焊接；电阻焊接适用于批量生产，但焊缝质量相对较差。

2. 焊接设备：钨极氩弧焊机和MIG焊机是常见的铝板焊接设备。

钨极氩弧焊机具有高温度焊接和焊缝质量好的特点，但操作复杂；MIG焊机操作简单，适用于大面积的焊接，但不适用于薄板焊接。

3. 焊接参数：焊接参数对焊接质量有重要影响。

合适的焊接电流、电压和焊接速度可以保证焊缝的质量和强度，防止焊接裂纹和气孔的产生。

4. 材料选择：铝板的合金成分和材质对焊接质量有一定影响。

铝镁合金、铝锰合金和纯铝都可以进行焊接，但不同材料的焊接参数和焊接前处理可能不同。

5. 焊接前处理：铝板在焊接前需要进行一定的处理，包括去除氧化层、清洁表面、调整板材尺寸等，以确保焊接质量。

6. 缺陷分析与修复：焊接过程中可能会产生焊缝未熔合、焊缝开裂、气孔等缺陷。

及时的缺陷分析和修复是保证焊接质量的关键。

四、调研结论铝板焊接是一项复杂的工艺，需要掌握一定的焊接技术和设备操作技巧。

根据本次调研结果，可以得出以下结论：1. 不同的焊接方法和设备适用于不同的焊接需求，选用合适的方法和设备可以提高焊接效率和质量。

铝合金材料的现状与发展趋势铝合金材料是一种高强度、轻质、耐磨、耐腐蚀的金属材料，具有广泛的应用领域，是现代工业中不可或缺的材料之一。

随着科技的不断进步，铝合金材料的性能和应用越来越广泛，未来的发展前景也十分可观。

一、铝合金材料现状目前，铝合金材料的应用已经覆盖了几乎所有的领域，特别是在航空航天、汽车、电子、建筑等工业领域中，铝合金材料得到了广泛的应用。

在航空航天行业中，铝合金材料是构建飞机、航天器和卫星的主要材料之一，其轻质、高强度、耐腐蚀等优点被广泛地运用。

在汽车工业领域，铝合金材料的应用主要是减轻汽车重量，从而降低燃油消耗和减少废气排放。

在电子领域，铝合金材料的应用主要是制造高精度的电子设备，如手机、电脑等。

在建筑领域中，由于铝合金材料具有轻质、坚固、耐腐蚀的特性，广泛应用于建筑幕墙、铝门窗等领域。

二、铝合金材料的发展趋势未来，铝合金材料的发展主要有以下几个趋势：1.功能性铝合金材料的研究和开发随着科技的不断发展，铝合金材料除了强度、耐腐蚀等基本性能外，功能性也逐渐受到关注，包括磁性、电学性、热传导性等。

例如，将铝合金材料与磁性材料复合，可以研发出高性能的电机；将铝合金材料作为热管材料，可以有效地改善热量传递性能等。

2.高强度铝合金材料的研究和应用随着材料科技的发展，越来越多的高强度铝合金材料正在研制开发中，例如钛铝合金、镁铝合金、铬铝合金等，这些新型材料都具有高强度、轻质等特点，特别适用于航空航天、汽车、高速列车等需要高强度和高刚度的领域。

3.铝合金材料与其他材料的复合应用铝合金材料与其他材料的复合应用已经成为近年来的一个热点。

例如，将铝合金材料与纤维材料、陶瓷材料等进行复合，可以显著改善材料的物理、力学和化学性质，同时还可以增强铝合金材料的抗磨损性和抗冲击性能，使其更加适用于多种领域。

4.绿色环保的铝合金材料的开发随着社会的发展，环保问题日益受到关注，铝合金材料的绿色环保性也成为研究热点。

铝合金具有密度低、强度高、导热性好、耐腐蚀性强等优良性能，被广泛应用于航空、汽车、电子、建筑等领域。

以下是铝合金研究现状及应用的相关内容：
铝合金的加工技术：铝合金的成形性能差，容易产生热裂纹、畸变等问题。

目前，研究人员通过改善铝合金的成分、研制新型合金、优化加工工艺等方法，成功解决了铝合金加工中的一些难题。

铝合金在航空领域的应用：铝合金具有轻质、高强度的特点，是制造飞机、航天器等航空器的重要材料。

在航空领域，铝合金主要应用于制造机身、机翼、起落架等部件。

铝合金在汽车领域的应用：铝合金具有密度低、强度高的特点，是汽车轻量化的重要材料。

在汽车领域，铝合金主要应用于发动机、底盘、车身等部件。

铝合金在电子领域的应用：铝合金具有良好的导电性和热导性，是制造电子设备的重要材料。

在电子领域，铝合金主要应用于制造电子外壳、散热器等部件。

铝合金在建筑领域的应用：铝合金具有耐腐蚀性强、表面处理方便等特点，是建筑材料的重要组成部分。

在建筑领域，铝合金主要应用于制造门窗、幕墙、天花板等部件。

综上所述，铝合金作为一种重要的材料，具有广泛的应用前景。

未来，随着科技的不断进步和应用领域的不断扩大，铝合金的研究和应用将会得到进一步的推广和发展。

浅谈高强铝合金焊接熔焊方法的研究现状发布时间：2021-10-29T06:04:23.663Z 来源：《城镇建设》2021年第16期（上）作者：郭新宇刘长钰刘民[导读] 结合高强铝合金的焊接特点，以7xxx 系铝合金熔焊焊接时焊丝的选择与工艺优化，郭新宇刘长钰刘民山东特种工业集团有限公司邮编255200摘要：结合高强铝合金的焊接特点，以7xxx 系铝合金熔焊焊接时焊丝的选择与工艺优化，简述7系铝合金焊接熔焊接头组织的共性，通过焊接工艺和方法的优化和组合将成为提高未来高强铝合金熔焊焊接领域的重要研究方向。

关键词：高强铝合金熔焊焊接性强度组织性能7xxx 系铝合金是以Zn 为主要强化元素的铝合金，属于可热处理强化铝合金，在适当的热处理条件下，其强度可高达400~800 MPa，被广泛应用于航空航天、军工国防、轨道交通、造船等领域。

在7xxx 系铝合金焊接时，遇到了提高合金的强度势必会降低合金的焊接性能的瓶颈，对其强度、韧性、抗应力腐蚀性能及焊接性能提出了更高的要求。

在合金设计时，必须综合考虑合金的各项性能指标，兼顾合金的焊接性能。

一般来说，7xxx 系铝合金焊接难点包含以下几方面：铝合金导热率大，热传快；2) 铝和氧亲和力大，表面易形成高熔点难熔氧化铝薄膜；3)容易吸氢产生气孔；4）还包括7xxx铝合金自身含有较多的低沸点Zn、Mg 合金元素，在焊接过程中烧损严重，导致焊缝强度降低；和在焊接时，焊接区域经历较高温度的焊接热循环，热影响区发生过时效和晶粒粗化而严重软化问题。

因此，在7xxx 系铝合金焊接时，既考虑选择合适的焊丝，提高焊缝金属的强度，又要考虑采用合适的焊接方法与工艺，以控制热输入，尽可能减轻热影响区软化程度。

铝合金传统的焊接方法有TIG、MIG、LBW等。

而7xxx 系铝合金存在热裂敏感、合金元素烧损、接头软化严重等焊接难点，采用传统焊接方法焊接7xxx 系铝合金难以取得较好的焊接效果，存在焊接效率低、焊缝成形不良等局限性，而7xxx 系铝合金存在热裂敏感、合金元素烧损、接头软化严重等焊接难点,通常从材料选择和工艺两方面方面考虑施焊，获得成型良好的焊接接头，并辅以相应的现代材料检测方法，对其宏观结构、内部组织、力学性能等多方位进行综合评价。

关键 词 ： 熔 一钎焊 接 铝合金／ 复合结构 钢 异种金属焊 接 研究进展
中图分类号 ： Ｔ ４ ７ １ Ｇ ５ ．７
０ 前
言
头 强度 ， 受工 件形 状 和尺 寸 的限制 ， 但 应用 范 围和 接 头
形式受到了很 大的限制。另外 ， 一些传统 的铝合金 与
钢 机械 连接 方法 如铆 接 、 栓 连 接都 有 各 自的不 足 ， 螺 而 不 能满 足 日益 发展 的 铝 合 金／ 复 合 结 构 在 密 封 及 表 钢
铝 与铁 的热 物 理 性 能 相 差 很 大 ， 因而 给 铝 和 钢 的
熔 化焊 带来 了很 多 困难 。表 １列 出了 铝 和铁 的主 要 热
间化合物 ， 严重 恶化接 头的力学性能 ， 而使铝合金／ 从 钢熔化焊接头失去了应用价值 。对于钎焊和摩擦焊等 固相连接方法来说 ， 虽然可以得到较高的铝合金／ 钢接
参考。 １ 铝 与 钢焊 接 时存在 的 问题
焊、 钎焊 、 爆炸焊、 扩散焊 、 电阻焊和激光 焊等 ， 可分 为 熔化 焊 、 焊和 固相 焊 三大 类 。对 熔 化 焊来 说 ， 钎 由于铝
与 钢两 种金 属 在 固态 下 几 乎 不 固溶 ， 热 物 理 性 能差 且
异较 大 ， 焊 接接 头 内极 易生成 硬 而脆 的 Ｆ 在 ｅ—Ａ 金属 １
收稿 日期 ： ０ ０—１ ２ ２ １ ０— ９
物理性能参数Ｈ 。 Ｊ 从表中数据可知 ： （ ）由于铝和钢 的熔 点和密度相差均 比较大 ， １ 当 钢完全熔化时 ， 液态铝浮在钢表面上 ， 冷却结晶后焊缝 成分很不均匀 ， 严重降低 了接头的质量 。此外 ， 铝易氧
基金 项 目： 国家 自然科学基金资助 项 目（ ０ ０ ０ ９ ； ５ ９ ５９ ） 教育部博士 点基金

State of the Art of Laser Welding for Aluminum and Aluminum Alloys
Zhu Hong Jin Zhonghua ( Nanjing Research Inst itut e of Electronics T echnology) Abstract T he st at e of t he art and t he t echnological properit ies of laser w elding for alm inum and aluminum alloys are dest ribed in this paper. T he fut ure t endency of development s is also indicat ed. Keywords Aluminum and aluminum alloys L aser w elding T echnolog ical properities.
第 18 卷第 4 期
喷砂处理可以显著地提高铝对光束的能量吸收 [ 3] 。 其它学 者 的研 究 也 证实 , [ 4] [ 5] [ 6] 砂纸 打 磨、 表 面化学浸蚀、 表面镀、 石 墨涂层、 空 气炉中 氧化 等铝 表面预处理措施对改善吸收是有效的。 C A Hunting ton 等 人 同时 研 究了 接 头 坡口 几 何形状对光束吸 收率 的影 响 , 指出 : 尖 V 形坡 口接 头比无坡口 或方坡口接 头的吸 收率 要高得 多 , 而且 吸收率对坡口角度等尺寸的变化不很敏感 , 因此 , 同 等功率条件 下的焊缝熔 深要大 , 其 原因可 以认 为是 尖 V 形坡口有利于小孔效应的形成。 1 1 2 合金元素蒸发与激光等离子体 和钢相比 , 铝的电离能低 ( Ef= 6 eV) , 又 含有大 量的 M g、 Zn 、 L i 等低沸点元素 , 因此铝激 光焊接 时 , 合金元素的蒸 发和 等离 子 体的 产生 都 比钢 更为 剧 烈 , 对焊缝 成 形影 响很 大。研 究 表明 [ 7] , 合 金元 素 Mg、 Zn 等的过 量蒸 发烧 损 , 将导 致 焊缝 表面 下 凹 , 其趋势与材料 中的 M g、 Zn 等 元素 的初始 含量 呈正 向比例关系。金属蒸气产生和高温等离子体的出现 对深焊缝的获得既有利又有弊。在等离子体上升及 存在的过程 中 , 等离 子体不 断从激 光光束 中吸 收光 能 , 使作用于熔池中的激光能量降低 , 即等离子体成 为激光照射通路上的一个障碍。因此要想增加熔深 就必须采取 措施 , 消 除或部 分消除 等离子 体的 不利 影响 , 通常采用加大保护气体流量 , 附加侧面喷嘴吹 除 , 以及改变工件焊接位置等措施。 与此同时 , 熔池中 的金属 蒸气 和等离 子体 将以 一定的压力 和频率从熔 池中喷 出 , 使熔池 底部 固体 金属暴露 在激 光 的直 接 照射 下 , 产 生较 大熔 深 , 因 此 , 在相同焊接参数下 , 含 M g、 Zn 、 L i 等低沸点 元素 的 5 000 系、 6 000 系、 7 000 系合金熔深比不 含低沸 点元素的 1 000 系、 2 000 系、 3 000 系合金 要大 , 同 种合金 M g、 Zn 含量越高 , 熔深越大。王希靖 等人的 研究指 出 [ 7] , 对 于 A5083 和 A5052 材料 , 在 相同 焊 接规范下 , 其等离子体喷 发频率 分别为 70 Hz 和 80 Hz, 均低于碳钢的 200 Hz 。 1 1 3 材料性能 铝合金材料的表面张力、 粘度、 热传导率等物理 性能对其激光焊接时的熔化特性和焊缝成形影响很 大。研究指 出 , 较低的 液体金 属粘 度和热 传导 率有 利于增大熔深 , 而较小的表面张力 , 一方面有利于金 属蒸汽产生和逸出而在其反作用力的作用下加大熔 深 , 另一方面又会导致液体金属容易溅出熔池 , 而造

万方数据第４期马宗义等：铝基复合材料焊接的研究现状与展望９ＤＲＡ接头，成为近年来ＤＲＡ焊接研究的热点‘１２。

１引。

本文回顾了各种焊接工艺方法在ＤＲＡ焊接中的应用，对焊接过程中的微观机构变化和缺陷产生机制进行了系统评述。

重点介绍现阶段热点ＤＲＡ搅拌摩擦焊的研究现状，并展望了ＤＲＡ焊接的发展前景。

２铝基复合材料焊接技术的研究现状２．１熔化焊接技术熔化焊作为金属焊接领域应用最为广泛的一类焊接方法，是最早对ＤＲＡ进行焊接的方法之一。

熔化焊主要包括以下几种：氩弧焊、激光束焊、电子束焊等。

由于使用熔化焊接技术对ＤＲＡ进行焊接时均会使ＤＲＡ加热到熔化，这样尽管使用的加热源不同，熔化焊接技术均面临着一些相似的问题。

如当基体溶化时，基体会与增强相发生反应，生成脆性的金属间化合物；焊缝区的增强相会发生团聚；在焊缝中会产生大量的气孔；经焊接热循环后在基体与增强体界面上产生较大的微区残余应力。

这些微观结构演化都会降低接头的性能¨’１６Ｊ。

下面分别对这３种焊接方法的研究进展进行评述。

２．１．１氩弧焊氩弧焊是利用电极与工件之间产生的电弧，使得工件加热熔化并连接在一起，焊接时可添加焊丝，也可以在电极附近加入保护气体。

在ＤＲＡ的焊接研究中，最常用的两种氩弧焊分别为钨极惰气保护焊（ＴＩＧ）和金属极惰气保护焊（ＭＩＧ）¨“１８】。

氩弧焊具有设备简单，操作方便，焊接成本低的特点，但接头性能并不够理想。

使用氩弧焊焊接复合材料时，基体会与增强相发生反应，如ＳｉＣ增强的ＤＲＡ，基体会与ＳｉＣ反应生成脆性的针状Ａ１４ｃ，金属间化合物（图ｌａ）。

而在Ａ１：０，增强的ＤＲＡ中，Ａ１：Ｏ，会发生分解，使焊缝处增强相含量降低，从而降低接头的性能。

另外在焊后冷却时，由于增强相易于浮在液体表面，同时增强相与基体润湿性差会造成初生的口相排斥增强相，使得在焊缝凝固时增强相分布不均匀。

另外，焊缝溶化时，增强相的存在大大降低了熔池金属的流动性，增加其粘度，使得气体难于逸出．从而在焊缝形成气孔。

ＡＰＰ通 信 ，并 通过 优 先选 择 ＧＰＳ模块 ５定位 次 选惯 性 模块 ６定 科 技创 新 与生 产力 ，２０１６（５）：５０—５ １．
用中非常便捷 ，实用性非常强。如果能够降低熔点，会大大提高 钎 焊 周期 的 目的。 由于钎 焊 炉 的使 用 温度 不 同 ，这 就需 要 应 用
铝合金体系钎料的应用前景。在选择钎料过程中 。需要选择流 不 同反射 材 料 ，这样 是 为 了避免 炉 内温 度流 失 ，从 而 （转下 页 ）
位把位置信息发送给手机 ＡＰＰ。然后手机 ＡＰＰ收集和储存 已收
关 键词 ：铝合 金 ；真 空钎 焊技 术 ；钎 焊 工 艺 ；发展 方 向
焊还能够提高生态效益，降低对周边环境 的影响，在未来有 动性 好 、铺展 度好 的材 料 ，这样 才 能够保 证 焊接 质量 。
很 大 的发展 前景 。
ｌ－２钎焊设 备 。由于钎 焊技 术在 实际 应用 中有 着极 大 的适应
的命 令 等 。
４ 结论
本 文采 用 的惯性 导 航 系统 ，使 防盗 追踪 系统在 各 种环 境 条
件 下都 能跟 踪 电动 车 的位 置 ，克 服 了 ＧＰＳ等卫 星定 位 系统 在遮
图 １
挡 的情 况下 （如室 内 、地 下 室等 ）不 能使用 的缺 点 。设 计使 用 手机 ＡＰＰ的 方式 ，充分 的利 用 了用 户 已有 的 资源 ，使用 户成 本节 省 、
创新 创业 论坛 一１９５一
铝合金真 空钎焊 技术及发展趋 向分析
李 文 刚 （中国航 空工业 集 团公 司西安航 空计算技 术研 究所 ，陕 西 西安 ７１００６８）
摘 要：铝合金真空钎焊技术在 实际应用中有着非常强的适应性，不仅质量轻 、密度好 、可塑性强 ，同时所受到的外界影响也 比较 小，在 当今我国工业领域的应用愈加 广泛。因此 ，本文重点对铝合金真空钎焊技术进行 简单阐述，采用钎焊方法、材料等分析 铝 合金 真 空钎 焊技 术特 点 ，最后提 出铝合 金 真空钎 焊技 术 的发展 方 向 。

国内外高端铝合金材料发展及研究现状近日，俄罗斯国立研究型技术大学研制出一种低成本、可耐400℃高温的铝合金，相较于其他类似合金可承受范围高出100℃至150℃，预计将大大减少铁路运输、航空和其他设备的重量和碳足迹。

而我国在碳中和和轻量化背景下，也在积极探索“以铝代钢”的发展模式，推动铝合金行业的发展。

一、铝合金行业市场规模由于铝合金耐高温、可循环利用、低成本等优点，近年来日益受到各个领域的广泛应用。

2017年铝合金行业市场规模为2011.18亿元，2020年增长至2765.53亿元。

预计2021年铝合金行业市场规模将达到2997.55亿元，2022年将进一步达到3318.34亿元。

近年来，我国铝合金产量持续增长。

2021年9月中国铝合金产量为93.5万吨，同比增长3%；2021年1-9月中国铝合金累计产量为835.4万吨，累计增长19.2%；2015-2020年中国铝合金产量逐年递增，2020年达到最高。

二、国内外铝合金材料发展及研究现状（一）国外铝合金材料发展及研究现状总体来看，工业发达国家铝合金材料开发与应用的历史时间长，基础好，研究积累雄厚，铝合金材料体系系统性强，产业技术水平较高。

尤其是美国、俄罗斯等工业强国较早开展了铝合金材料的研发工作，申请了大量的铝合金牌号，广泛应用于汽车、船舶、空天等领域，现已形成了一定程度的专利霸权。

在汽车领域，铝合金是实现汽车轻量化的重要材料。

在2XXX 系铝合金方面，美国的雷伊路菲公司和法国的西贝内公司相继开发了2036-T4、AU2G-T4铝合金板材，用于汽车车身。

在5XXX 系铝合金方面，美国铝业公司（ALCOA）开发了X5085-O、5182-O 等铝合金，用于车身内板。

在6XXX 系铝合金方面，美国研制了6009 和6010 车身铝合金板。

挪威海德鲁铝业公司[2] 在2018 年开发了HHS360 合金，抗拉强度比6082 合金提高了10.8%，达到360 N/mm2 ，伸长率达到10%；之后，该公司又在此基础上开发了HHS400 合金，抗压强度达到400 N/mm2 ，屈服强度不小于370 N/mm2 ，伸长率为8%，主要应用于汽车制造。

第 ３期
２１年 ０ ０１ ９月
电
光
系
统
Ｎ ． ｏ３
Ｓｐ ０ １ ｅ ．２ １
Ｅ ｅ ｔ ｎ ｃ ａ ｄ Ｅ ｅ ｔ —ｐ ｉａ ｙ ｔｍｓ ｌｃ ｒ ｉ ｎ ｌ ｃｒ ｏ ｔ ｌＳ ｓ ｏ ｏ ｃ ｅ
铝 合金 机 箱 真 空钎 焊 工 艺研 究
邹 亮
中国电子科 技 集 团公 司第二 十 七研 究所 ， 州 ４０４ 郑 ５ ０７ 摘 要： 了提 高某铝舍金 机 箱生 产 效 率 ， 对 该 铝合 金 机 箱 的特 点 ， 为 针 结合 国 内焊接 技 术 发 展 现状 ， 设计 了该 铝合金 机 箱真 空钎 焊 工 艺 ， 阐述 了铝合 金 真 空钎 焊 的原 理 及 工 艺要 点 。
通 过试验 证 明该机 箱真 空钎 焊工 艺合理 可行 。
关键词： 铝合金 ； 空钎 焊 ； 真 焊接 工艺
中图分 类号 ：Ｇ ５ Ｔ ４４ 文 献标识 码 ： Ａ
Ｓｕ ｙｏ ｃ ｕ ｍ ｒ ｚｎ ｒ ｃｓ ｆ ｕ ｎｕ Ａ ｌｙＣ ａｓ ｔ ｄ ｎ Ｖａ ａ ｕ Ｂ ａ ｉｇＰ ｏ ｅｓｏ ｍｉｉｍ ｌ ｈ ｓｉ Ａｌ ｏ ｓ
２ 真空钎 焊设备及原理
２ １ 真 空钎焊 设备 ．
（） １ 设备组成
ＷＺ Ｑ ４ Ｌ Ｈ一 ５型 铝 合 金 真 空 钎 焊 炉 主要 由炉
体、 真空系统、 充气强冷系统 、 捕镁系统、 冷系统 水 和电控系统组成， 如图 １ 所示 。 （） ２ 主要技术指标
１ 最 高温度 ：６ ℃ ） ７０
要而发展起来 的一种新 的焊接工艺ｌ ， ＿ 与传统 手 】 Ｊ
工 氩弧焊 相 比， 有 以下优点 ： 具
ａ ）加热均匀 、 焊件变形小 ， 生产效率高 ；

铝钢焊接研究现状及发展趋势【摘要】在提倡节约能源与合理利用资源的背景下，追求车身的轻量化已经成为汽车生产行业的一大主题，因此铝钢焊接结构得到了广泛的应用。

本文分析了铝钢焊接的工艺特点和难点，综述了目前国内外铝钢焊接的主要方法和技术，最后展望了铝钢焊接未来的发展前景。

【关键词】铝钢；焊接；研究前景1 前言现在科学技术的发展往往要求同一物体的不同部位具有不同的工作条件，如载荷或者介质。

用单一的金属材料制造这样的物件不仅不经济，而且有时是不可能的，因此出现了异种金属的连接[1]。

铝钢焊接结构具有耐腐蚀、耐高温、耐超低温、散热性能好、导电性能优异等特点，在汽车制造领域、冶金领域、航空航天领域得到了广泛的应用[2]。

目前，国内外的许多研究者对铝钢焊接的工艺控制、焊接方法等方面的研究已经取得了较大的进展。

新兴焊接工艺的发展并投入运用无疑为提高铝钢焊接性提供了契机。

而MIG焊、TIG焊、电子束焊和激光焊等现代焊接技术将成为铝钢焊接研究领域中的热点，并且自动化程度好和可靠性程度高的焊接技术将是研究者们的追求的方向。

2 铝钢焊接的主要技术2.1 铝钢的钎焊由于钎焊具有变形小，接头光滑美观这一优点，因而适合于焊接精密、复杂和由不同材料组成的构件。

近年来，不少的研究者对铝钢焊接中的钎焊进行了研究。

2009年刘树英、铃春晓男等人，对铝合金与不锈钢钎焊性能影响因素进行了研究[3]。

研究中发现，由于钎料在润湿不锈钢母材前，先与铝合金发生润湿，反应后并急速等温凝固，结果导致熔融钎料层消失，造成铝合金与不锈钢异种金属间很难形成强固接头。

并且得出了形成接头的条件：钎料在凝固前对不锈钢产生润湿。

采用预热填丝或者冷填丝对工件进行钎焊，是Alexandre[4]等人在铝钢钎焊方面的研究。

作者运用激光钎焊，对填丝为铝硅合金的6016-T4和镀锌低碳钢进行的焊接实验。

实验中发现，焊接接头能被更好的填充，原因是激光能使冷填丝或预热填丝更好的熔化。

国内外铝合金发展现状铝合金作为一种重要的金属材料，具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优点，在航空航天、汽车制造、建筑等领域得到广泛应用。

以下是国内外铝合金发展现状的简要介绍。

在国内，铝合金的发展迅速。

近年来，我国航空航天、汽车制造、高铁、电子电器等行业对铝合金的需求不断增加，推动了铝合金产业的发展。

随着科技的进步和技术的不断创新，我国铝合金的品种和规格得到了大幅扩展，从传统的铝合金型材，发展到铝合金板材、铝合金轮毂、铝合金压铸件等。

尤其是航空航天行业对高强度、高耐腐蚀性的铝合金的需求量大，促进了国内铝合金材料的研发和生产。

在国外，铝合金的发展也很活跃。

美国、德国、日本等发达国家一直是铝合金技术的主要推动者。

这些国家的铝合金产业发展成熟，产品质量和技术水平居于世界前列。

特别是在航空航天、汽车制造等领域，这些国家依靠先进的铝合金制造技术，生产出高性能的铝合金制品，如飞机机翼、汽车车身等，具有良好的竞争力。

国内外铝合金发展存在一些共同的问题。

首先，铝合金资源有限，产量无法满足需求，特别是高品质铝合金的供应较为紧缺。

其次，铝合金材料的质量不稳定，产品标准和行业标准不统一，对质量控制和检验标准的要求亟待提高。

第三，铝合金的环境污染问题需要解决。

铝合金的生产过程会产生大量的废水和废气，对环境造成严重影响，如何处理和减少环境污染是一个亟待解决的问题。

为了促进铝合金产业的可持续发展，国内外都在加大对铝合金的研发和应用推广力度。

在技术研究方面，注重提高铝合金材料的强度、耐腐蚀性和可加工性，开发制造更高性能的铝合金材料。

在应用推广方面，加大对铝合金材料在汽车制造、建筑等领域的应用力度，鼓励企业采用铝合金替代传统材料，实现资源节约和环境友好。

综上所述，国内外铝合金发展现状都比较积极，但也面临一些共同的问题。

未来，随着科技不断进步和环保意识的提升，铝合金产业将迎来更广阔的发展前景。

铝合金真空钎焊技术的发展文章通过对铝合金真空钎焊技术的发展历程还有其当前的难点及以后的研究方向做了简述，目前，大部分国外对铝合金钎焊技术的研究主要在Cu，Mg 和Ce等领域，尤其是在它的钎料体系的构成及钎焊工艺的方面上，最终达到提高润湿性和改善钎焊性能的目的。

所以通过介绍当前铝合金真空钎焊发展的状况以及铝金真空钎焊的原理和材料等，并进一步地指明铝合金真空钎焊的发展方向。

标签：铝合金；钎焊性能；钎焊工艺；真空钎焊由于铝合金拥有重量轻、耐腐蚀性好、导热导电性性能佳的优点，使其应用于各个部门，并且用量逐年增加，它常常出现在航空航天、建筑及汽车船舶等领域，所以一直是人们公认的制作热交换器以及一些复杂构件的结构材料。

它之所以如此重要，主要是采用不需钎剂的真空钎焊工艺，所谓真空焊接工艺就是无需焊前和焊后的复杂清理工作，生产率高，操作简化，并且还融合环境保护的理念，势必会在以后得到更广泛的应用。

1 铝合金真空钎焊技术的概述1.1 铝合金真空钎焊用钎料铝合金这一系列的材料无论在钎焊性、强度和母材色泽一致性、镀覆性和抗腐蚀性都极佳，尤其是在做了变质处理后，大大增加了钎焊接头的韧性和抗弯强度，在生产中这成了常用的标准材料，它适用于多种熔点相对较高的铝合金，但是要记住不能使用于沸点低的元素，不然就会对真空钎焊炉造成极大的污染。

目前大多数的数据表明，钎焊复合板在结构母体金属上单面或双面包覆一层钎焊合金，因为这种复合板使用起来更方便，能够应用的领域也更广。

如果能够做到进一步的降低熔点，该体系的钎料将有很好的应用前景。

目前真正具有一定耐腐蚀性和较好力学性能的钎料合金，还没有达到适合工业生产的要求。

所以在选择材料时一定要选择钎料流动性好铺展性极佳的材料，同时要具有抗腐蚀性能。

1.2 真空铝钎焊设备随着真空钎焊技术的发展，一些航空航天的精密构件钎焊时对加热速率、钎焊温度、钎焊时间都提出了更为严格的要求。

真空钎焊设备主要由真空炉和真空系统组成的，这种技术对真空设备要求很高，需要足够的升温速率和极大的抽速，并且还要有先进、可靠的电气控制系统来进行保护，同时还需要满足强制冷却的机能，保证材料的热处理和缩短钎焊周期。

铝锂合金及其焊接施工技术的研究进展探讨（南昌航空大学工程训练中心，南昌330000）结合实际情况，本文阐述了铝锂合金的相关研究进展，并分析了其连接方式，简要叙述了当前该技术的研究现状，以及对焊接技术进行了展望。

标签：铝锂合金;组织与性能;焊接技术;研究进展和传统铝合金材料相比，铝锂合金有着耐腐蚀，耐高温等特征，该材料目前已经广泛应用于航空航天相关领域中，有着极为广阔的应用前景。

铝锂合金及其焊接施工技术也已经成为了该材料的重点研究问题，如果焊接工艺控制不当，就很难获得高质量的焊接接头，令其在实际生产中的应用是受限，由此可见，对铝锂合金与焊接施工技术进行研究，有着非常重要的现实意义存在。

1 铝锂合金的相关研究进展锂在化学金属元素中是最轻的元素，相关研究证实，将质量分数为1%的锂加入到金属铝中，能够令铝合金的密度减少3%，其弹性模量也能得到一定程度的提升，铝锂合金有着高强度，高弹性模量的特点，其凭借着优良的耐腐蚀和耐低温性能，已经取代了传统铝合金的使用，且已经成为了重要工业领域的金属建材[1]。

铝锂合金的优点，推动了其在该合金生产中的实际应用。

铝锂合金之所以能够在工业上广泛应用，其根本原因在于，以原有成分不断优化为基础，研制出2198、2060等新一代合金，这些合金降低了合金中铜元素的含量，令其析出片状T1相，有效的将第二代铝锂合金中各向异性显著与耐腐蚀性不佳等问题。

2 铝锂合金焊接方式从当前的情况来看，铝锂合金广泛应用于航空航天制造业中，但因为铝锂合金微观组织和化学成分有着特异性存在，因此，在焊接该材料的时候就会有一定的困难存在。

由此能够看出，对铝锂合金焊接工艺进行深入性研究，是非常有必要的。

因为该材料属于铝合金的一种，从焊接原则上来讲，符合铝合金焊接条件的，同样适用于焊接铝锂合金上。

使用钨极氩弧焊方式对该材料进行焊接的时候，因为热输入量相对较强的原因，导致焊缝金属量也偏大，最终使焊缝只能怪热裂纹与气孔倾向加强，虽说在进行焊接工作的视乎，能够在原有的基础上保护气体，Ar的纯度，以达到减少四周空气对于焊接接头的强度系数，但以这种方式，其力学性能仍不够理想[2]，激光焊是一种低热输入焊接方式，将其用于铝锂合金焊接的时候，有一定的不足，那就是设备较为昂贵，工艺参数繁杂，控制工作繁复，在使用该方式进行焊接的时候，非常容易出现球状气孔，严重影响了接头力学性能。