课题"铝合金等离子焊接技术研究"是哈尔滨市科技攻关项目。主要针对目前航空、航天燃料贮箱应用的高强铝合金焊接中焊接接头软化和气孔、裂纹等问题，采用等离子焊接方法，对该铝合金焊接工艺及性能进行综合全面地研究。通过对高强铝合金等离子焊接工艺、焊接接头力学性能研究及质量分析，解决铝合金焊接的气孔、热裂纹和接头软化的问题，实现自动的"无缺陷的"填孔收弧以及整个接头"无缺陷"（主要是气孔和裂纹）焊接；通过对高强铝合金等离子-电弧复合焊接工艺研究，研究开发了等离子-电弧复合焊工艺，较TIG焊、MIG焊等焊接方法，焊接效率提高1倍以上。本成果开发出适合铝合金焊接的优质、高效的等离子焊接成套工艺技术。 通过研究，解决铝合金焊接的比较敏感的焊接性问题，达到了以下技术指标： （1）焊缝通过X射线Ⅰ级检测； （2）焊接接头无裂纹； （3）接头强度系数高于70%。 通过对高强铝合金等离子-MIG电弧复合焊接工艺研究，对焊接的效率、焊缝质量和焊接接头软化进行研究，得到高强铝合金的高效优质焊接，实现国内首次采用等离子-MIG电弧复合焊接技术研究高强铝合金的焊接特性和高强铝合金的高效优质焊接。 项目研究很好地解决了航空航天飞行器铝合金焊接接头强度软化、气孔缺陷率要求高等影响焊缝质量及结构安全运行的关键技术问题，全面研究并开发了铝合金变极性等离子焊接成套技术，并对铝合金等离子-MIG复合高效连接技术开展研究，为我国航空、航天等重大工程中铝合金焊接制造提供了高效、优质连接提供成套焊接技术，技术经首都航天机械公司焊接验证，达到合同书要求并超出产品的质量要求，试验验证表明已可应用于生产实际。该技术用于航天器燃料贮箱焊接制造，将使得该结构焊接质量再上一个台阶，为航天器的提供制造质量等打下坚实的基础。本项目研究成果铝合金变极性等离子焊接技术及复合焊技术，在焊接铝等有色金属件时，可获得无气孔等缺陷焊缝，这是其它焊接工艺方法很难办到的，同时较常规弧焊，减少了接头软化倾向，提高了焊接接头强度；等离子焊接工艺方法是高能束焊接方法，但与其它高能束焊接方法相比，设备造价便宜得多，使用该工艺方法可以节省成本，为企业前期投入节约资金；目前国际上掌握该工艺方法的制造商就2-3家，而且对我国进行技术封锁，其设备工艺成套技术价格十分昂贵，这有利于将我们掌握的技术推广应用；同时对于一些焊接质量要求高、保密性强行业，如军工、航空航天，一般主张用国产化的技术，在这些行业的铝合金等结构上，该技术也有具有很好的应用前景。本项目的研究也可用于高铁、舰船、电力等应用领域，可焊接材料可推广至碳钢、低合金高强钢、不锈钢等材料范围的连接。总之，该技术具有良好产业前景和广泛的应用范围。 研究开发出的"成套等离子铝合金焊接技术"成果，在铝合金等有色金属结构件上有广泛的应用前景。典型的应用包括造船、航空航天和铝质耐压舱等行业。造船行业中，铝合金结构件的应用日益扩大，如铝质水翼艇、铝质甲板、铝质船舱结构和铝质船体上层结构等，这些铝合金含有许多对接焊缝。由于是大型板件结构，对挠曲焊接变形要求严格，采用等离子焊接方法由于一次焊透、双面自由成形，焊缝对称性好，为这种材料结构的理想熔焊方法。同时，在一些大型铝合金容器、铝合金压力舱、铝合金高压开关以及其它类型的铝合金箱体结构的生产中，等离子都有广泛的应用。 目前，适用于该技术的标准体系等软件尚未完善，同时针对不同行业和结构产品的生产实际情况，还需要进行工况适应性研究。

机械科学研究院哈尔滨焊接研究所

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