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摘要：铝合金属于一种有色金属结构材料，已普遍应用于车辆工程、高速列车、船舶制造、航空航天乃至体育、生活用品等领域。由于较为复杂的铝合金焊接工艺，所以该金属材料的使用范围略少于钢铁等传统结构材料，但是铝合金凭借其密度低但强度高，可塑性好，导电性、导热性和抗腐蚀性优良等优点，使得其需求量逐步增加，从而也推动了有关铝合金焊接工艺的研究。近些年来随着科技的高速发展，焊接工艺也层出不穷，铝合金焊接也有了长足进步。
关键词：铝合金；焊接技术；焊接特点；难度；
1.铝合金常见焊接技术
目前常见的铝合金焊接方法主要有电弧焊（ArcWelding）、搅拌摩擦焊（FrictionStirWelding）、电子束焊（ElectronBeamWelding）、激光焊（LaserWelding）[1]等焊接方式。
1.1电弧焊
铝合金电弧焊具有易于操作、低成本、方便推广等优点，两种最常见的方法是钨极惰性气体焊接和金属惰性气体焊接。
1.1.1钨极惰性气体焊
钨极惰性气体焊是一种较为常见的焊接技术，在金属焊接中，由工件本身作为正极，而将焊炬中的钨电极作为负极，通以直流电弧作为焊接热源，工作电压为10到15伏特，而工作电流达到150A以上，在氦气、氩气等的保护下使钨电极产生电弧，使融池内的工件得以融化混合在一起，工件表面的氧化膜可以自动清除，因此铝合金焊接良好并且可以避免损伤工件表面。
1.1.2金属惰性气体焊接
金属惰性气体保护焊主要包括直流、交流、脉冲和热线，其中热线钨极弧焊是一种气体保护焊接工艺，它具有氢气低，成本低，效率高，节能，防锈，便于全方位焊接的优点，目前金属惰性气体焊接焊接己经有了较大的进步。
1.2电子束焊
电子束焊是一种利用高能量密度的电子束轰击焊件连接部位产生的热能，由于其轰击面小、热量集中，且穿透能力较强，从而使焊件溶化熔合的焊接方法。不过，该方式常常要求在需要抽真空环境下进行，但是这也最大程度上减轻空气对焊缝的破坏，从而也解决了焊缝表面氧化膜破坏和清楚的问题，
1.3搅拌摩擦焊
搅拌摩擦焊是安装在搅拌摩擦焊机主轴上的搅拌头高速旋转，然后逐渐下压至待焊金属板接缝中心处，此时搅拌头与金属板相接触从而产生剧烈摩擦，及材料的塑性变形产热使搅拌头搅拌区域的金属温度上升、软化，从而达到高塑性状态。搅拌摩擦焊焊接方式可以有效地防止裂纹和气孔，但搅拌摩擦焊也存在着较多缺陷：例如搅拌摩擦焊搅拌头磨损快，焊接效率低，难以焊接复杂构件。对于焊接铝合金来说，接头性能良好，可以有效地开展施焊。搅拌摩擦焊可使铝合金焊接获得良好的接头，接头的工艺与组织性能的关系、金属塑性流动机理，以及圆形曲面零件的搅拌摩擦焊还有较大的研究难度。
1.4激光焊
激光焊接的热源是激光，是一种更为先进的焊接新技术，他将极高能量聚焦在极其细微的区域，这样可以以较少的能量耗费获得极高的能量密度，与传统焊接工艺相比，激光具有聚焦能力强、热源传输性好的优点，大大提高了能量利用率。根据焊接时熔深这一标准的不同，激光焊接可分为有热导焊接和深熔焊接两种，热导焊接是将激光照射到需要焊接的金属表面，由于激光携带较多能量，照射至金属表面后使得金属产生较大热量，热量逐步扩撒到金属内部，形成金属焊接熔池，随着温度的降低，熔池中的混合金属逐渐凝固形成焊缝。
2.激光焊接特点
由于激光焊接工作区密度高、能量集中，可进行高速焊接，焊接区域可快速加热和冷凝。焊缝的力学性能与未焊基材相似，抗拉强度等于甚至高于基材，在工业上有较多应用。与传统常见焊接方式相比，激光焊接具有以下优点：
（1）激光功率密度高，可焊接难熔材料，并能对不同材质的材料进行焊接，效果良好。
（2）激光光斑直径小，能量集中，热影响区小，焊接速度快，变形小，焊缝深宽比大。
（3）激光焊接步骤属于非接触式焊接，工件不必受外部相互作用的制约，保证了焊接过程的精确度。
（4）激光焊接不受导电材料影响，不要求在抽真空环境中操作，不受电磁场干扰，焊接过程非常安全，灵活性强，无对人体有害的辐射物产生。
（5）激光焊接可实现自动化，可实现网络化加工设置，焊接过程智能化、自动化，从而进一步提高焊接质量，保证焊接加工工艺。
3.铝合金激光焊接难点
虽然激光焊接有较多的优点，不仅安全节能，而且焊接质量相对较高。但是因为铝合金本身独有的物理性质和化学性质的限制，应用于铝合金焊接上，还有一些难点亟待解决，具体有如下几个问题：
（1）铝的化学性质是活性的。在空气和焊接过程中，在其外表面产生一层氧化铝氧化膜，该氧化膜不易熔化。Al2O3熔点高，化学性质稳定，不易去除。因此，在焊接前，通常需要使用机械方法，如磨削或化学方法，如腐蚀，彻底清除焊接零件表面的Al2O3。在焊接过程中，应注意防止或减少氧化的再次发生，保证焊接质量。
（2）铝合金对激光具有较高的初始反射率，大部分能量被反射浪费，能量利用率很低。因此，铝合金激光焊接必须采用光束质量高、功率大的激光焊接。
（3）在熔池凝固过程中，原本溶解在液态铝中的氢溶解度下降，氢则处于过饱和状态，析出但来不及溢出的氢气便形成气孔。
（4）在焊接过程当中，铝合金焊件接头区晶粒变粗大，工件膨胀、密度降低，焊接接头极其容易发生软化现象，强度也大大降低，从而阻碍铝合金的焊接过程。
（5）因为光斑直径很小，它是必要的，以确保工件在焊接装配间隙很小，以防止泄漏和没有焊透的现象，和轨道梁是一模一样的跟踪是焊接，以获得高质量的焊缝。
4.铝合金激光焊接应用
4.1铝合金焊接技术在汽车生产中的应用
人们最常接触应用铝合金激光焊接的当属汽车制造领域，最近奥迪V8、蔚来ES8、捷豹XFL、特斯拉ModelS、福特F–150等众多车型尝试使用全铝车身，包括车身、发动机、悬挂系统、轮毂、散热器等多种结构均逐渐使用铝合金来代替其他金属材料。用铝代替钢来生产汽车可以显著减轻重量。铝散热器比相同的铜散热器轻20%到40%，铝发动机可以减轻30%的重量，汽车的铝车身比钢铁车身轻40%左右。
4.2铝合金激光焊接技术在舰船建造中的应用
由于铝合金材料密度小，更轻巧，在减轻船舶重量的同时降低了船舶的重心，有利于提高船只行驶的安全性和稳定性。因此在一些如游艇、邮轮、潜水艇、渔船等船舶上得到普遍的应用。激光焊接在船只制造业的应用也相对普遍，由于船体体积较大，因此焊接在造船业起到了较大作用，采用激光焊接有利于获得高强度的焊接件，从而减少所使用铝合金的厚度，达到轻量化和高强度的目的。
4.3铝合金焊接技术在航天工业中的应用
得益于铝合金优秀的金属性质，该有色金属结构材料已经广泛应用于航空航天。例如，航空飞机的蒙皮、隔框、翼肋、翼梁等都使用了铝合金及铝合金激光焊接技术；铝合金也是各种火箭、航天器和飞行器所使用的主要金属材料。
5.铝合金焊接技术结论与展望
综上所述，虽然铝合金焊接存在工艺繁杂、加工难度较大的问题，但是随着铝合金在工业化进程中需求量越来越大、在生活所扮演的的角色也越来越重要，随着这激光焊接技术的迅速发展，新焊接技术在航空航天焊接生产中的应用将得到迅速发展。焊接自动化和高质量、高可靠性的保证能力将是21世纪焊接技术的基本要求。因此在对铝合金的焊接工艺进行改进优化时要全面考虑成本、方法的先进程度以及焊接效率等，以求最大限度的抑制气孔、裂纹产生，控制接头的缺陷，形成良好的焊缝具备优良的整体结构性能。
参考文献：
[1]张振华.钛/铝异种金属复合接头搅拌摩擦焊工艺及连接机制[D].江苏：南京航空航天大学，2014.
[2]陈国庆，柳峻鹏，树西，等.铝合金焊接工艺的研究进展[J].焊接，2017（9）：7–12.