鋁合金在航空航天、武qi裝備、軌道運輸、汽車行業(yè)、建筑、電子電力等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。

   目前我國鋁加工業(yè)行業(yè)發(fā)展形勢低迷，低端產(chǎn)品過剩、產(chǎn)品不足。雖然如此，但是我國仍具備巨大的鋁消費需求。

    發(fā)展趨勢：

   ①汽車輕量化的深入推進，持續(xù)擴大鋁應(yīng)用范圍。

    ②產(chǎn)能合作是我國輸出電解鋁產(chǎn)能的一條新舉措。我國電解鋁產(chǎn)能十分富余，但是世界上仍有其他一些國家電解鋁工業(yè)欠發(fā)達或是沒有電解鋁產(chǎn)能，將電解鋁產(chǎn)能向這些國家轉(zhuǎn)移，從而實現(xiàn)產(chǎn)能合作或?qū)崿F(xiàn)共贏局面。

    ③對于鋁企來說，需要優(yōu)化自身管理機制，進行相應(yīng)的體制改革。重要的是不斷優(yōu)化自身產(chǎn)品性能，持續(xù)創(chuàng)新，用品質(zhì)說話。

變極性等離子弧焊（Variable Polarity Plasma Arc Welding簡稱VPPAw）是一種新型、經(jīng)濟的焊接方法，在鋁合金的焊接方面得到廣泛應(yīng)用。

1 變極性等離子焊接簡介變極性等離子焊接（Variable Polarity Plasma Arc Welding簡稱VPPAW）使用特殊設(shè)計的焊接電源和控制系統(tǒng)，通過極性的可控變換，可以獲得正接時間較長，反接時間較短且電流值分別可調(diào)的電流波形。在工件接電源正極的時段中，焊槍可以有效地加熱工件，此時鎢極不會發(fā)生過熱；而在工件接電源負(fù)極的時段內(nèi)，則可以利用“陰極霧化”作用清理焊接區(qū)的氧化物。鋁合金電阻電焊改進工藝措施點焊的工藝參數(shù)通常是根據(jù)工件的材料和厚度，參考該種材料的焊接條件選取。通過控制正、反極性時的電流大小以及變換頻率，還可以調(diào)節(jié)熔透情況和陰極霧化清理的強度。圖1表示了一個變極性等離子焊接現(xiàn)場的情形。

在研究陰極清理作用的影響因素時，發(fā)現(xiàn)工件接負(fù)極時段內(nèi)電流大小的影響遠大于時段長短的影響，此時段內(nèi)的電流越大，陰極清理的效果越好；而延長此時段的時間，陰極清理寬度的增加則很有限。圖2表示了使用該法焊接鋁合金時的電流波形，由圖中可見，當(dāng)工件為負(fù)時采用短時間、大電流；電極為負(fù)時則用長時間、較小電流。鋁合金建筑型材產(chǎn)品具有強度高、重量輕、耐腐蝕、裝飾性好、使用壽命長、色彩豐富等優(yōu)點，尤其是通過選擇不同的顏色和花紋，為家庭裝修環(huán)境增添光彩。該方法很好地解決了焊接鋁及鋁合金時清除氧化膜和防止電極燒損之間的矛盾，實現(xiàn)了穩(wěn)定的連續(xù)焊接。

2 變極性等離子焊接的特點變極性等離子焊接具有以下幾個方面的特點：

①溫度高，能量集中，焊接熔深大，對中厚鋁合金板，不開坡口單面焊雙面成形，保證熔透。

②焊前不需清理，變極性等離子弧的陰極清理作用可將污染物沖走，去除氧化膜效果好。

③焊縫氣孔率低，金屬熔池內(nèi)的氣體能通過小孔全部排出，清除氣孔比較徹底。

④焊縫正反面受熱比較均勻，焊接熱影響區(qū)窄，工件變形小。

⑤焊接層數(shù)少，焊縫寬度窄，焊材消耗量小，生產(chǎn)、成本低。

⑥鎢極縮在噴嘴內(nèi)不與工件接觸，減少鎢極損耗，并防止焊縫金屬夾鎢。

⑦焊縫接頭力學(xué)性能好，x射線探傷合格率高，焊接質(zhì)量更有保證。

3 變極性等離子焊接設(shè)備①等離子焊接電源；

②等離子焊槍；

③自動送絲系統(tǒng)；

④控制系統(tǒng)；

⑤智能溫控水箱。

4 變極性等離子焊接的應(yīng)用 美國國家航空和宇宙航行局（NASA）早曾使用常規(guī)的直流TIG正接焊接方法制造火箭外部燃料儲罐，這種鋁合金儲罐有多種不同的尺寸，其中一種的直徑為8.717m、長46.939m，可裝載530m3的液氧以及1438m3的液氫，曾用于土星號登月火箭。盡管焊前的接頭準(zhǔn)備十分充分，但是仍然經(jīng)常出現(xiàn)焊縫氣孔等缺陷。不同材質(zhì)的送氣軟管抵抗?jié)駳膺M入的能力不同,尤其在送氣壓力高時,送氣軟管的影響更明顯。1978年，NASA決定采用由美國波音公司的B.P.VanCleave等在20世紀(jì)60年代末就已經(jīng)開發(fā)出的變極性等離子焊接方法取代TIG焊，用于該儲罐的焊接，使焊接質(zhì)量得到了明顯的提高。20世紀(jì)80年代波音公司也曾用變極性等離子焊接方法焊接了大量鋁合金筒體結(jié)構(gòu)的環(huán)縫，并對其焊接工藝、設(shè)備及質(zhì)量控制等進行了一系列研究，推動了這種方法的完善。目前，變極性等離子焊接方法已在鋁合金結(jié)構(gòu)件的制造中獲得了廣泛的應(yīng)用，成為一種很有發(fā)展前景的焊接方法。

該方法很適合于鋁及鋁合金的小孔法焊接。對于用TIG方法需要開坡口且多次焊接的焊縫，用變極性等離子焊接方法中可直接采用I形坡口，焊接一道焊縫既可，這可減少焊前坡口準(zhǔn)備工作量，提高了工作效率。（1）T型坡口對接（常用于薄板）向上立焊時，常用直線型、鋸齒形、月牙形運條法施焊，弧長不大于6mm。極性變換帶來的熔池攪拌作用有利于氣體的逸出和雜質(zhì)的排除，焊縫缺陷少、焊道窄且變形小。該方法可以在平、橫、立向上和立向下各種位置上焊接。

多年來，NASA對變極性等離子焊接方法進行了大量的實驗研究和數(shù)值分析工作，包括對小孔焊接過程中能量的分布與損失、焊縫外形的成形規(guī)律、焊槍噴嘴結(jié)構(gòu)設(shè)計以及各種焊接工藝參數(shù)對焊接質(zhì)量和速度的影響等等，為這種方法在航天工程中的應(yīng)用提供有價值的資料。目前鋁合金電阻點焊所存在的問題主要有以下幾方面：1、焊點質(zhì)量不穩(wěn)定鋁合金點焊焊點質(zhì)量不穩(wěn)定主要體現(xiàn)在以下四個方面。目前，我國也已對變極性等離子焊接方法開展了一些研究。

立焊的焊接技巧和特點?

焊接特點：

 1.熔池金屬與熔渣因自重下墜，容易分離。

 2.熔池溫度過高時，熔池金屬易下淌形成焊瘤、

 咬邊、夾渣等缺陷，焊縫  不平整。

 3.T型接頭焊縫根部容易形成未焊透。

 4.熔透程度容易掌握。

 5.焊接生產(chǎn)率較平焊低。

焊接要點：

1.保持正確的焊條角度；

2.生產(chǎn)中常用的是向上立焊，向下立焊要用專用焊條才能保證焊縫質(zhì)量。向上立焊時焊接電流比平焊時小10~15%，且應(yīng)選用較小的焊條直徑（＜φ4mm）

3.采用短弧施焊，縮短熔滴過渡到熔池的距離。

4.采用正確的運條方法。

（1）T型坡口對接（常用于薄板）向上立焊時，常用直線型、鋸齒形、月牙形運條法施焊，弧長不大于6mm。

（2）開其他形式坡口對接立焊時，焊縫常采用斷焊焊、擺幅不大的月牙型、三角形運條焊接。其后各層可用月牙形或鋸齒形運條方法。

（3）T型接頭立焊時，焊條應(yīng)在焊縫兩側(cè)及頂角有適當(dāng)?shù)耐Ａ魰r間，焊條擺動幅度應(yīng)不大于焊縫寬度，運條操作與其他坡口形式的立焊相似。

（4）焊接蓋面層時，焊縫表面形狀決定于運條方法。焊縫表面要求稍高的可以選用月牙形運條；表面平整的可采用鋸齒形運條（中間凹形與停頓時間有關(guān)）。

鋁及鋁合金氣焊焊接特點

①鋁與氧極易化合，在常溫下，鋁及鋁合金表面即有一層氧化鋁薄膜。在高溫下，鋁更易被氧化。在焊接過程中，難熔的氧化鋁薄膜會阻礙金屬間的良好結(jié)合，給焊接帶來困難，造成焊縫夾渣和成形不良，而且氧化膜還吸附較多的水分，焊縫易產(chǎn)生氣孔。

②氫來源于工件和焊絲表面吸附的水分或焊粉中的潮氣。

③鋁的熱導(dǎo)率比鐵大一倍，凝固時收縮率比鐵大二倍，所以鋁焊件變形大，且易產(chǎn)生裂紋。

④鋁及鋁合金由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)時，沒有顯著的顏色變化，因此熔池溫度也較難控制。由于鋁及鋁合金在高溫時強度很低，溫度稍高便會造成金屬塌陷和熔池?zé)?