凌勇堅(jiān)，劉 蕓，楊 力，何 駿

（湖州工程技師學(xué)院，浙江湖州313000）

鋁合金組焊體應(yīng)用實(shí)例

凌勇堅(jiān)，劉 蕓，楊 力，何 駿

（湖州工程技師學(xué)院，浙江湖州313000）

敘述了鋁合金組焊體的普及使用情況，列舉了三則應(yīng)用實(shí)例以及主要焊接方法和加工特點(diǎn)。并且還在綜合評(píng)估的基礎(chǔ)上，與其它材料制件進(jìn)行了橫向比較，展示了鋁合金組焊體具有的許多無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。

鋁合金組焊體；加工特點(diǎn)；焊接方法；應(yīng)用前景

0 前言

隨著科技的進(jìn)步、冶金工業(yè)的發(fā)展、各類新設(shè)備的相繼問(wèn)世，促進(jìn)了鋁合金材質(zhì)的大幅度提高，致使其應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越為廣泛。就以環(huán)太湖區(qū)域?yàn)槔?，已足夠令人感到欣慰，幾乎隨處都有鋁合金組焊體的身影。這在給當(dāng)?shù)匕傩盏纳顜?lái)了多姿多彩、助推經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，也給區(qū)域增添了一道亮麗的風(fēng)景。

1 組焊體款式

鋁合金組焊體的款式，可以說(shuō)千姿百態(tài)，而比較引人注目、且與百姓生活息息相關(guān)的應(yīng)用，主要集中在鋁合金游艇、私家小汽車、空中大吧、簡(jiǎn)易玻璃曖房、玻璃幕墻、遮陽(yáng)擋雨蓬、曬衣架、開(kāi)式樓道排窗、公共場(chǎng)所欄桿等。加工時(shí)，先選取所需的材料品種規(guī)格，堅(jiān)持優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)型材的原則，然后按照現(xiàn)場(chǎng)使用尺寸要求進(jìn)行放樣、劃線、切割，接著將型材組焊成框架，再者覆上鋁合金板料組焊成一起，或者是以其它方式覆上玻璃、人造板、塑料薄膜等非金屬材料，以形成一個(gè)整體，當(dāng)然也有裸露框架的。

使用鋁合金材料加工組焊體的目的，突出的是一個(gè)“輕”字，尤其是在俗稱水上吧士的鋁合金游艇上，減少自重就意味著可以減少吃水，增加艇體的快速性，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。在飛機(jī)上也一樣，自重小，升降起落方便，或者是可以多載員、多載重等，也間接地體現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保。

下面略舉三個(gè)應(yīng)用實(shí)例，以便更好地展示鋁合金組焊體所給人們和環(huán)境帶來(lái)的溫馨和便利。

（1）位于環(huán)太湖區(qū)域的一家游艇制造企業(yè)近期打造了一艘用于橫渡太湖的36客位鋁合金游艇，艇況如圖1、圖2所示。

圖1 鋁合金游艇艏部框架結(jié)構(gòu)

圖2 鋁合金游艇艉部外形

從圖1可以看出，鋁合金型材拼接成框架的焊縫，長(zhǎng)度比較短，又處于空間位置，因而單件和小批量生產(chǎn)不適合于自動(dòng)焊，尤其是在設(shè)備簡(jiǎn)陋的小廠家，故采用了手工氬弧焊，致使焊縫質(zhì)量不太理想。從圖2可以看出，用鋁合金打造出來(lái)的游艇，外表光潔、美觀、整體性好，仿佛像一個(gè)藝術(shù)品，給人以美的享受。

（2）在環(huán)太湖區(qū)域的一家汽車制造企業(yè)，在生產(chǎn)自動(dòng)流水線上焊接加工車身框架、組裝小汽車，生產(chǎn)情景和小車外形如圖3、圖4所示。

圖3 正在流水線上焊接的小車框架

圖4 已投入使用的小車外形

從圖3可以看出，小車框架是在流水線上從一個(gè)工位到下一個(gè)工位的移動(dòng)，并由成組的一對(duì)又一對(duì)機(jī)器人對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)焊接。這樣焊縫質(zhì)量好，應(yīng)力應(yīng)變小，生產(chǎn)效率高，這種加工方式非常適合于大批量生產(chǎn)。

（3）位于太湖南岸的一座新建奧體中心，步行通道欄桿采用了鋁合金材料，建筑物玻璃幕墻框架亦采用了鋁合金材料，其大致款式分別如圖5、圖6所示。

圖5 半開(kāi)式樓道鋁合金擋風(fēng)墻

圖6 樓梯口鋁合金防盜框架

從圖5可以看出，通道欄桿采用了多種規(guī)格鋁合金圓管的組合，并組焊成整體框架-完整欄桿。從圖6可以看出，玻璃被安裝在鋁合金組焊框架的各個(gè)小框內(nèi)，這樣聯(lián)接強(qiáng)度好，互不干擾，需局部更換時(shí)也方便，彰顯出安全可靠。

2 焊接種類和特點(diǎn)

隨著焊接新設(shè)備和新工藝的不斷問(wèn)世，金屬焊接的方法和種類越來(lái)越多。

而作為金屬材料之一的鋁合金，以其自身材料的特點(diǎn)，組焊常常采用的方法大致有這樣三大類：一是熔焊，包括鎢極氬弧焊、激光焊、埋弧焊；二是壓焊，也即電阻焊，可以分為點(diǎn)焊、縫焊；三是釬焊，主要為軟釬焊（錫焊）。焊接可采用單面焊雙面成型或雙面焊。施焊位置有平焊、橫焊、豎焊、仰焊等四種。當(dāng)然，能采用平焊時(shí)，盡量采用平焊，力爭(zhēng)避免仰焊，以方便操作，有利于保證焊縫的質(zhì)量。

焊件接頭形式有對(duì)接焊縫、角接焊縫、T形接焊縫、搭接焊縫及塞焊等；施焊次序有直接連續(xù)焊、中間向焊縫兩端對(duì)稱焊、兩端向焊縫中間對(duì)稱焊、分段退焊、由中間向兩端退焊等；施焊方式有手工焊、半自動(dòng)焊、全自動(dòng)焊等。焊縫按工作性質(zhì)，又可分為工作焊縫、聯(lián)系焊縫、密封焊縫、定位焊縫等。

由于鋁合金材料傳熱快，倘若焊接參數(shù)和操作稍有不當(dāng)，就容易出現(xiàn)變形或裂紋。因而組焊體的加工應(yīng)掌握這樣的原則：能用型材時(shí)，盡量采用型材，以減少焊縫的數(shù)量，減少熱量的輸入。同時(shí)還應(yīng)遵循這樣的三原則，也即焊縫盡量要小、要少、要散。必要時(shí)可采用加速冷卻的方法，如將加工件的非焊接部位浸在水中、水沖或加散熱片等。

當(dāng)對(duì)焊縫有強(qiáng)度、密封等要求時(shí)，倘若手弧焊遇到相交焊縫，則還應(yīng)按一定的規(guī)則進(jìn)行操作，才能確保焊縫的質(zhì)量，如圖7所示。

圖7 鋁合金組焊規(guī)則

從圖7上排3圖和下排3圖分別可以看出，當(dāng)?shù)谝粭l焊縫（上排圖或下排圖）焊完后，得先用手砂輪打磨掉頭部或交叉部位焊縫，才能再焊第二條焊縫，這樣有望保證相交處的聯(lián)接質(zhì)量，避免缺陷。

3 綜合評(píng)估

鋁合金材質(zhì)具有質(zhì)輕、耐腐蝕、塑性好、易成型、強(qiáng)度佳、手感好等諸多優(yōu)點(diǎn)，且儲(chǔ)藏量豐富，因而用它來(lái)取代其它金屬材料或非金屬材料，具有很大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

在目前的環(huán)太湖區(qū)域，市場(chǎng)上出售的鋁合金型材和板材規(guī)格品種很多，大多數(shù)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了，有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，因而需要使用時(shí)，只要按要求去選購(gòu)即可，非常方便。如今由于生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)鋁合金型材的廠家?guī)缀醵紦碛辛松a(chǎn)流水作業(yè)線，批量生產(chǎn)，因而制造成本相對(duì)比較低，致使市場(chǎng)銷售價(jià)格比較便宜，質(zhì)量也有保證。

鋁合金制件與其它材料制件相比，優(yōu)點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的，具體表現(xiàn)在：

（1）與鋼質(zhì)制件相比，鋁合金制件具有重量輕、耐腐蝕、易成型、手感好等優(yōu)點(diǎn)，平時(shí)幾乎不需要維護(hù)和保養(yǎng)，使用成本低，省事。

（2）與銅合金制件相比，則鋁合金制件的重量輕，且造價(jià)要低廉得多了，這種低成本才使它的普及使用成為可能，被大眾所接受。

（3）與木質(zhì)制件相比，鋁合金制件具有經(jīng)風(fēng)吹雨淋日曬不會(huì)開(kāi)裂的特性，且強(qiáng)度高、易成型、造價(jià)低、使用壽命長(zhǎng)、組裝方式靈活（焊接、鉚接、粘接、螺紋）等優(yōu)點(diǎn)，還能制成多種形狀，因而適用性更廣。

（4）與塑料制件相比，鋁合金制件具有較好的耐火功能，且強(qiáng)度高、剛度大、耐熱性好、抗老化、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)如上所述和幾種比較，自然就明白為什么在環(huán)太湖區(qū)域鋁合金組焊體那么盛行的原因了。相信在今后的日子里，隨著鋁合金材料工業(yè)的發(fā)展，質(zhì)量提高，價(jià)格降低，鋁合金組焊體的應(yīng)用前景一定會(huì)更加美好。

Aluminum Alloy Welded Body

LING Yong-jian,LIU Yun,YANG Li,HE Jun
(Huzhou Engineering Technician College,Huzhou 313000,China)

Popularization and use of aluminum alloy compound welded body are narrated in the paper.Three application examples,welding method and processing characteristics are given.On the basis of comprehensive evaluation,comparing with other material,a lot of advantages of aluminum alloy compound welding body are shown.

aluminum alloy compound welded body;processing characteristics;welding method;application prospect

TG457.14

A

1005-4898(2017)05-0061-04

10.3969/j.issn.1005-4898.2017.05.12

凌勇堅(jiān)（1958-），男，浙江湖州人，技術(shù)總監(jiān)，高級(jí)工程師。

2017－01－20