轻量化结构焊接工艺金相分析图像显微镜

对轻量化结构焊接工艺的要求

  通常从外观无法识别出某物件是否采用了轻量化结构，只有将一
个结构设计的性能潜力与其总重量联系起来才能推断出来。汽车起
重机是一个典型的例子，建造高柔性移动重型吊车基本反映出了其
性能。最初，这种车会唤醒人们对传统重型机械制造的印象。只有
看到这种车辆结构的细节才会发现轻量化结构的特性，例如升降高
度可达190 m的伸缩悬臂的薄壁结构。几乎所有的承载结构以及伸
缩悬臂元件都采用传统焊接工艺来进行连接，其中金属保护气体焊
因其灵活性而被使用得最为广泛。
  在此，人们对工艺的真正要求并不是要推动与特定轻量化结构
要求相匹配的焊接工艺技术开发，更多的是根据几乎唯一使用的可
焊接高强度和超高强度钢的具体要求来调节焊接条件和冷却条件。
传统机械制造中在焊接结构设计上占主要地位的一直是可简单加工
的钢材(屈服点最大约355 MPa)，而在轻量化结构中大量使用的是
屈服点可达1 100 MPa的细晶粒结构钢。由于在不限制可焊接性的
情况下只能通过差异非常大的热处理实现这种强度，因此在焊接时
肯定会有强度损失较大的危险。出于以上原因，精确调节和控制焊
接条件(预热温度、焊接参数、延展能量、焊接材料)具有十分重要
的意义。
  另一方面，在诸如汽车轻量化结构这样的应用领域内，选择合
适的焊接工艺时将连接技术与传统重型机械制造的要求区分开来也
是十分重要的。最重要的区分特征是要控制厚度在1 mm以下板材的
厚度。在此，传统焊接工艺一般情况下会与其工艺所限的性能下限
发生冲突，从而使该过程变得不稳定或者很难被操控且难以获得始
终如一的质量。应用中所使用的加强材料会因其物理特性(例如导
电和传热能力高以及收缩倾向增强)而在焊接技术方面很难被控制
。尤其是通过熔焊工艺很难完成的不同材料的连接成为越来越频繁
出现的任务。

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