TIG-拉弧复合热源铝合金螺柱焊工艺试验研究(3)
使用拉弧式螺柱焊工艺的螺柱端部会被加工成锥度或小接触面，是为了更容易的引弧，而且，为了防止焊接时的空气侵入，焊接时会采用与螺柱配套的陶瓷环，飞溅金属与气流将会一起有陶瓷环内的空间排出（长周期），在螺柱压下后形成焊缝。
1.1.4 螺柱焊的特点
螺柱焊是一种高效的焊接方法，其生产效率高，焊接质量可靠，焊接无辐射，无声，没有烟雾，工作环境优良，焊接人员可连续并行作业【6】。作为弧焊的一种，其优点在于放电尖端不由螺柱提供，从而大大简化了螺柱焊生产工装的要求。
储能式螺柱焊：连续焊接时间短（一般小于3ms），焊件热变形较小，适合薄板焊接，不需使用陶瓷环保护。
拉弧式螺柱焊：连续焊接时间相对较长（一般5-300ms），热变形较小，焊接时一般采用惰性气体或瓷环保护，焊接接头性能良好。
1.2 铝及铝合金的焊接特点
铝由于其良好的导电性能、抗腐蚀性能、导热性能，比强度较大等优点，在工业上得到了大量的应用。铝及铝合金的机械性能与其纯度相关，纯度高，则塑性高，强度低【7】。由于其独特的物理化学性能，铝及铝合金的焊接中有如下困难和特点【8】：
1.铝表层的致密的氧化膜会对影响到焊缝质量，是由于氧化铝的熔点约为2050℃，而铝的熔点却约为660℃,若未能有效的清理，会很严重的影响焊缝的性能。
2.铝及铝合金较大的热导率以及良好的导电性，使得其若要达到与钢一样的焊接速度，则需要比焊接钢材时大2-4倍的焊接线能量，而其熔点过低导致其很难承受较大的热输入。
3.液态的铝对氢的溶解度较高，且铝的高热导率使得其散热快，溶解在其中的氢无法溢出并形成较多的气孔。
4.由于铝具有较大的热膨胀系数，使得其焊接完成后易产生较大的热应力、变形和裂纹。
5.由于铝热导率好，氧化铝对焊缝熔池形成产生影响，导致焊缝形成时易产生大量气孔和缺陷，所以其焊接接头软化严重，强度较低。
1.3 铝及铝合金的螺柱焊
1.3.1 电容式螺柱焊
对于直径较小的铝螺柱（一般6mm及以下）采用的是电容放电的方式进行引弧，即电容式螺柱焊（见图1.3.1-1）。利用电容式焊接铝螺柱有个比较好的有点，焊接过程大约耗时1ms，焊接时较高的瞬间电流密度会击碎铝的氧化层，而且产生的金属蒸汽对熔池起到了保护作用，很好的隔绝了空气。不过不足也很明显，对于较大直径的铝螺柱（8mm及以上），使用电容放电进行铝螺柱焊的引弧不稳定，不过采用超级电容或许能使得较大直径铝螺柱焊接时稳定的引弧【9】。
对于纯铝螺柱来说，由于对抗冷成型的能力相对较弱，所以进行引弧时，螺柱尖端冲击在工件上会造成一定程度的变形【10】。
为了有效地进行电容放电引弧，工件表面和螺柱的焊接面需保持干净且光滑，螺柱和工件，夹具以及地线应保持良好的接触，最后要注意防止弧偏吹。
使用电容式螺柱焊进行铝螺柱的焊接时，需注意【11】：
1.工件以及螺柱在焊前必须进行干燥处理；
2.螺柱的凸尖保持其原尺寸最为适合；
3.进行防锈铝螺柱的焊接时，如果焊前不对螺柱进行打磨，则可省去气体保护；
4.焊接角度小于5°时，对焊缝质量影响较小。
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