焊接結構輕量化技術

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焊接結構輕量化技術

奧迪A8、捷豹XJR等高級轎車都采用鋁車身。2015年福特F-150皮卡車也采用鋁合金車門、發動機罩、側柱、底板等，組裝采用了膠和鉚釘。但這種組裝方法有兩個問題：鉚釘槍的使用范圍有限；鋁結構很難與超高強度鋼連接。為此，采用了氬弧焊、激光焊接、激光電弧復合焊和攪拌摩擦焊（FSW）等方法以解決上述問題。

本田汽車使用的攪拌摩擦焊技術能夠減輕汽車質量，且焊接過程中的用電量也降低了約50%。另外，該焊接技術使子支架和懸架的安裝點在結構上都有少許變化，其中，安裝點的剛度增加了20%。該技術還能夠實現兩個鋁構件的焊接。

通用汽車公司使用的可適應點焊技術主要用于鋁板、沖壓鋁結構和鑄鋁結構，因為公司專用的多環圓頂電極頭能夠破壞材料表面的氧化物而使焊接更結實。該技術適用于厚度達4mm的材料，且只需要在原有的生產設備上做微小變化。

開發了利用冷噴涂技術使焊接位置的填充材料沉積下來技術。該技術在焊接之前使用，隨后也可以使用在不需要保護氣體的遠程激光焊接高速處理過程。焊接結果表明，焊接結構幾乎無焊縫。

在冷噴涂過程中，溫度遠低于熔點，使用超音速壓縮氣體流使粉末粒子（10～50μm）加速到較高速度；粒子會產生極高且快速的塑性變形，破壞所有金屬表面的氧化物薄膜；在較高的局部壓力下，金屬表面之間能夠更貼合，完成焊接準備工作并快速建立沉積材料層。這樣，沉積材料的沉積效率可達90%以上。冷噴涂過程中，不需要高的熱負荷就可以使材料沉積，并可在低孔隙度和低氧含量下產生涂層。

刊名：Welding Materials technology（英）

刊期：2015年第5期

作者：Michael Miles

編譯：趙喚