铝合金方舱防止漏水的铆接方法

焊接

焊接是通过加热、加压，或两者并用，使两工件产生原子间结合的加工工艺和联接方式。焊接应用广泛，既可用于金属，也可用于非金属。

焊接技术的发展历史

焊接技术是随着金属的应用而出现的，古代的焊接方法主要是铸焊、钎焊和锻焊。中国商朝制造的铁刃铜钺，就是铁与铜的铸焊件，其表面铜与铁的熔合线婉蜒曲折，接合良好。春秋战国时期曾侯乙墓中的建鼓铜座上有许多盘龙，是分段钎焊连接而成的。经分析，所用的与现代软钎料成分相近。

战国时期制造的刀剑，刀刃为钢，刀背为熟铁，一般是经过加热锻焊而成的。据明朝宋应星所著《天工开物》一书记载：中国古代将铜和铁一起入炉加热，经锻打制造刀、斧；用黄泥或筛细的陈久壁土撒在接口上，分段煅焊大型船锚。中世纪，在叙利亚大马士革也曾用锻焊制造兵器。

古代焊接技术长期停留在铸焊、锻焊和钎焊的水平上，使用的热源都是炉火，温度低、能量不集中，无法用于大截面、长焊缝工件的焊接，只能用以制作装饰品、简单的工具和武器。

19世纪初，英国的戴维斯发现电弧和氧乙炔焰两种能局部熔化金属的高温热源；1885～1887年,俄国的别纳尔多斯发明碳极电弧焊钳；1900年又出现了铝热焊。

20世纪初，碳极电弧焊和气焊得到应用，同时还出现了薄药皮焊条电弧焊，电弧比较稳定，焊接熔池受到熔渣保护，焊接质量得到提高，使手工电弧焊进入实用阶段，电弧焊从20年代起成为一种重要的焊接方法。

在此期间，美国的诺布尔利用电弧电压控制焊条送给速度，制成自动电弧焊机，从而成为焊接机械化、自动化的开端。1930年美国的罗宾诺夫发明使用焊丝和焊剂的埋弧焊，焊接机械化得到进一步发展。40年代，为适应铝、镁合金和合金钢焊接的需要，钨极和熔化极惰性气体保护焊相继问世。

1951年苏联的巴顿电焊研究所创造电渣焊，成为大厚度工件的高效焊接法。1953年，苏联的柳巴夫斯基等人发明二氧化碳气体保护焊，促进了气体保护电弧焊的应用和发展，如出现了混合气体保护焊、药芯焊丝气渣联合保护焊和自保护电弧焊等。

1957年美国的盖奇发明等离子弧焊；40年代德国和法国发明的电子束焊，也在50年代得到实用和进一步发展；60年代又出现激光焊等离子、电子束和激光焊接方法的出现，标志着高能量密度熔焊的新发展，大大改善了材料的焊接性，使许多难以用其他方法焊接的材料和结构得以焊接。

其他的焊接技术还有1887年，美国的汤普森发明电阻焊，并用于薄板的点焊和缝焊；缝焊是压焊中最早的半机械化焊接方法，随着缝焊过程的进行，工件被两滚轮推送前进；二十世纪世纪20年代开始使用闪光对焊方法焊接棒材和链条。至此电阻焊进入实用阶段。1956年，美国的琼斯发明超声波焊；苏联的丘季科夫发明摩擦焊；1959年，美国斯坦福研究所研究成功爆炸焊；50年代末苏联又制成真空扩散焊设备。

焊接工艺

金属焊接方法有40种以上，主要分为熔焊、压焊和钎焊三大类。

熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。熔焊时，热源将待焊两工件接口处迅速加热熔化，形成熔池。熔池随热源向前移动，冷却后形成连续焊缝而将两工件连接成为一体。

在熔焊过程中，如果大气与高温的熔池直接接触，大气中的氧就会氧化金属和各种合金元素。大气中的氮、水蒸汽等进入熔池，还会在随后冷却过程中在焊缝中形成气孔、夹渣、裂纹等缺陷，恶化焊缝的质量和性能。

为了提高焊接质量，人们研究出了各种保护方法。例如，气体保护电弧焊就是用氩、二氧化碳等气体隔绝大气，以保护焊接时的电弧和熔池率；又如钢材焊接时，在焊条药皮中加入对氧亲和力大的钛铁粉进行脱氧，就可以保护焊条中有益元素锰、硅等免于氧化而进入熔池，冷却后获得优质焊缝。

压焊是在加压条件下，使两工件在固态下实现原子间结合，又称固态焊接。常用的压焊工艺是电阻对焊，当电流通过两工件的连接端时，该处因电阻很大而温度上升，当加热至塑性状态时，在轴向压力作用下连接成为一体。

各种压焊方法的共同特点是在焊接过程中施加压力而不加填充材料。多数压焊方法如扩散焊、高频焊、冷压焊等都没有熔化过程，因而没有象熔焊那样的有益合金元素烧损，和有害元素侵入焊缝的问题，从而简化了焊接过程，也改善了焊接安全卫生条件。同时由于加热温度比熔焊低、加热时间短，因而热影响区小。许多难以用熔化焊焊接的材料，往往可以用压焊焊成与母材同等强度的优质接头。

钎焊是使用比工件熔点低的金属材料作钎料，将工件和钎料加热到高于钎料熔点、低于工件熔点的温度，利用液态钎料润湿工件，填充接口间隙并与工件实现原子间的相互扩散，从而实现焊接的方法。

焊接时形成的连接两个被连接体的接缝称为焊缝。焊缝的两侧在焊接时会受到焊接热作用，而发生组织和性能变化，这一区域被称为热影响区。焊接时因工件材料焊接材料、焊接电流等不同，焊后在焊缝和热影响区可能产生过热、脆化、淬硬或软化现象，也使焊件性能下降，恶化焊接性。这就需要调整焊接条件，焊前对焊件接口处预热、焊时保温和焊后热处理可以改善焊件的焊接质量。

另外，焊接是一个局部的迅速加热和冷却过程，焊接区由于受到四周工件本体的拘束而不能自由膨胀和收缩，冷却后在焊件中便产生焊接应力和变形。重要产品焊后都需要消除焊接应力，矫正焊接变形。

现代焊接技术已能焊出无内外缺陷的、机械性能等于甚至高于被连接体的焊缝。被焊接体在空间的相互位置称为焊接接头，接头处的强度除受焊缝质量影响外，还与其几何形状、尺寸、受力情况和工作条件等有关。接头的基本形式有对接、搭接、丁字接(正交接)和角接等。

对接接头焊缝的横截面形状，决定于被焊接体在焊接前的厚度和两接边的坡口形式。焊接较厚的钢板时，为了焊透而在接边处开出各种形状的坡口，以便较容易地送入焊条或焊丝。坡口形式有单面施焊的坡口和两面施焊的坡口。选择坡口形式时，除保证焊透外还应考虑施焊方便，填充金属量少，焊接变形小和坡口加工费用低等因素。

厚度不同的两块钢板对接时，为避免截面急剧变化引起严重的应力集中，常把较厚的板边逐渐削薄，达到两接边处等厚。对接接头的静强度和疲劳强度比其他接头高。在交变、冲击载荷下或在低温高压容器中工作的联接，常优先采用对接接头的焊接。

搭接接头的焊前准备工作简单，装配方便，焊接变形和残余应力较小，因而在工地安装接头和不重要的结构上时常采用。一般来说，搭接接头不适于在交变载荷、腐蚀介质、高温或低温等条件下工作。

采用丁字接头和角接头通常是由于结构上的需要。丁字接头上未焊透的角焊缝工作特点与搭接接头的角焊缝相似。当焊缝与外力方向垂直时便成为正面角焊缝，这时焊缝表面形状会引起不同程度的应力集中；焊透的角焊缝受力情况与对接接头相似。

角接头承载能力低，一般不单独使用，只有在焊透时，或在内外均有角焊缝时才有所改善，多用于封闭形结构的拐角处。

焊接产品比铆接件、铸件和锻件重量轻，对于交通运输工具来说可以减轻自重，节约能量。焊接的密封性好，适于制造各类容器。发展联合加工工艺，使焊接与锻造、铸造相结合，可以制成大型、经济合理的铸焊结构和锻焊结构，经济效益很高。采用焊接工艺能有效利用材料，焊接结构可以在不同部位采用不同性能的材料，充分发挥各种材料的特长，达到经济、优质。焊接已成为现代工业中一种不可缺少，而且日益重要的加工工艺方法。

在近代的金属加工中，焊接比铸造、锻压工艺发展较晚，但发展速度很快。焊接结构的重量约占钢材产量的45%，铝和铝合金焊接结构的比重也不断增加。

未来的焊接工艺，一方面要研制新的焊接方法、焊接设备和焊接材料，以进一步提高焊接质量和安全可靠性，如改进现有电弧、等离子弧、电子束、激光等焊接能源；运用电子技术和控制技术，改善电弧的工艺性能，研制可靠轻巧的电弧跟踪方法。

另一方面要提高焊接机械化和自动化水平，如焊机实现程序控制、数字控制；研制从准备工序、焊接到质量监控全部过程自动化的专用焊机；在自动焊接生产线上，推广、扩大数控的焊接机械手和焊接机器人，可以提高焊接生产水平，改善焊接卫生安全条件。

（塑料）焊接 采用加热和加压或其他方法使热塑性塑料制品的两个或多个表面熔合成为一个整体的方法。

希望能解决您的问题。

早期工艺铝合金梯子是采用焊接，焊接的缺点是人工贵（焊接属于特殊工种），焊接有污染等

中期有通过打孔后，用拉铆钉拉铆，这种方式虽然环保，但加工成本较高，需要打孔，购买铆钉等

现在常用无铆钉铆接，方管通过模具涨牙后翻边固定；D型管，O型管可通过挤压机固定成型。无需打孔，也无需铆钉。不仅降低了加工成本，也非常环保，无污染。

铝合金是除了碳纤维之外最好的减重材料，碳纤维价格过高，铝合金价格适中而强度也是足够高的。因此铝合金作为减重材料在汽车上得到了广泛应用，从最早的“全铝车架”到现在的“钢铝车架”，主要目的都是为了降低车辆自重。

目前汽车全铝应用比例越来越低，大多数豪车高端车只在引擎盖、车门、车顶等覆盖件采用了铝合金材料，降低车重的同时也降低了成本。

同样动力下自重越轻则提速越快，弯路侧倾幅度降低，运动感更强。而在安全性上来讲，同样的材料小、车重降低则惯性减弱，事故中承受的撞击强度也会降低。而汽车自重每降低100kg，百公里油耗会降低0.5L左右，尾气排放降低8-10克，百公里提速降低0.1-0.2s。因此所有的车辆都在搞轻量化，碳纤维虽然是最佳材料，但是成本过高，只有铝合金是性价比最高的材料，铝的比重是钢铁的1/3最右，用铝合金可以有效的降低车辆自重。

铝合金虽然比碳纤维价格低，但是成本仍然远远高于钢材，全铝车架的成本也是非常高的。除此之外铝合金加工工艺复杂程度也远远高于钢铁，这里面主要原因是铝的屈服强度、拉伸强度、延伸率远远低于钢材。在最常见的冲压加工中，钢材的延伸率可以达到25%左右，而铝材只有12%左右，延伸率差一半。这样一来不仅加工难度提高，而且设计上也要针对铝材来做一些更改。

而除了成型难以外，最大的难点就是各零部件之间的连接，钢材是最容易连接的材料，只要焊接就可以了，电阻焊激光焊都可以。但是铝材并不能直接像钢材那样焊接，铝材焊接后其连接处的材料强度大大降低，虽然能焊上，但是连接强度不够，不足。生活中的铝材焊接大多数应用在低强度器材设备上，例如各种罐体，箱体等。

而要保证连接强度，只能用铆接、粘接的办法。

比如上图中的飞机蒙皮，现在仍然采用铆接工艺，直接用铝铆钉固定。铝车身也是如此，全铝车身零部件连接的方式超过14种。

因此采用全铝车架的汽车只能用一个字来形容:贵！但是铝合金材料减重非常明显，一辆汽车钢材占据30-40%的车重，如果把钢材全部换成铝材，那么整车自重可以降低30-40%。自重降低40%的诱惑是非常大的，不仅操控动力提升而且能耗大大降低。因此有些豪车特别喜欢采用全铝车架，即使不能采用全铝车架那么也尽可能的提高铝合金覆盖件的比例，例如铝门、铝引擎盖、铝尾门等尽可能的降低车重，同时成本也不会增加太多。

建议不要这样做。

你可以采用铆接、粘接和螺栓连接等方式结合铝合金件和铁件。

铝和铁二者相互熔化在一起后，会形成极脆的熔化区，无足够的力学强度和韧度，故而无实用价值，故不能用熔化焊。但如果采用钎焊，则铝和铁均不会熔化仅钎焊材料熔化，可以见二者连接在一起，但作业条件和钎焊材料都不好弄。

2A12铝合金为一种高强度硬铝，可以进行热处理强化；2A12铝合金点焊焊接性良好，用气焊和氩弧焊时有形成晶间裂纹的倾向；[1]2A12铝合金在冷作硬化后可切削性能尚好。抗蚀性不高，常采用阳极氧化处理与涂漆方法或表面加包铝层以提高抗腐蚀能力。

2A12铝合金为铝－铜－镁系中的典型硬铝合金，其成份比较合理，综合性能较好。很多国家都生产这个合金，是硬铝中用量最大的。该合金的特点是：强度高，有一定的耐热性，可用作150°C以下的工作零件。温度高于125°C，2024合金的强度比7075合金的还高。热状态、退火和新淬火状态下成形性能都比较好，热处理强化效果显著，但热处理工艺要求严格。抗蚀性较差，但用纯铝包覆可以得到有效保护；焊接时易产生裂纹，但采用特殊工艺可以焊接，也可以铆接。广泛用于飞机结构、铆钉、卡车轮毂、螺旋桨元件及其他种种结构件。

在工业生产中，焊接是生产精密设备和仪器必不可少的工艺，具有密封性好的特点，焊接技术是工业制造水平的体现，应用于很多产品生产。

但是，在飞机制造中，却极少采用焊接技术，而是采用看上去很落后的铆接工艺，即使是当今最先进的飞机，也是如此，那到底这是怎么回事呢？

首先，飞机特别是民航客机，都在减轻自身重量上下足了功夫，制造材料采用了大量铝合金，铝制材料的一个特点就是耐热性很低，而焊接时会产生高温，从而在焊接点容易产生砂眼、气泡、微裂纹等缺陷，因此铝合金的焊接性能极差。

飞机上的一些部件，现在采用复合材料的比例越来越高了，而不同性质的材料，焊接的话比铝合金还要难上许多。

其次便是，飞机在空中飞行的时候，会经常遇到恶劣的天气，那么对于飞机的牢固度要求就非常高，像机翼等部位就经常承受上下颠簸，从而产生巨大的拉扯和挤压应力，长此以往，金属部件都会产生疲劳问题。

如果是采用焊接工艺，焊接点在应力的作用下，强度会下降很快，时间一长，就会在焊接点产生一些细微的裂纹，从而产生极大的安全隐患。

铆接技术是一种物理连接，虽然看上去有些粗糙，但连接效果非常牢固和可靠。铆接可以减少接件之间的震动传递，从而降低震裂风险，对这种反复的应力变化，铆接和螺接具有很好的抗振动、抗疲劳等特点，而且由于有连接孔的存在，天然地具有抵抗裂纹继续扩大的能力。

再就是飞机内部有很多精密部件，而这些部件需要定期进行检查和维护，甚至需要进行拆卸下来进行维护或更换。如果机体蒙皮采用的是焊接工艺的话，那就非常麻烦，那蒙皮也就需要同时被破坏，这会增加巨大的成本，但采用铆钉连接工艺，就不会出现这种情况了。

还有一个因素就是标准生产方面的因素，焊接工艺是一门非常细致的活，焊接的质量可能会参差不齐，很难有一个统一的标准；但铆接工艺采用的大量铆钉，这些铆钉是可以进行标准化生产的，产品间的误差几乎没有，这对于品控具有非常便利的条件，对于成本的控制也非常有利。

使用铆接技术，还有利于减少飞机在飞行过程中的阻力，在飞机内部，主要采用凸头型铆钉，成本非常低廉，而在飞机外部，一般采用埋头型铆钉，用手抚摸的话，非常光滑几乎难以感觉到铆钉的存在，而且还能减少一些飞行阻力。

所以，基于以上几个原因，现代飞机制造时基本上都不用焊接工艺，而是采取上百万个铆钉。