對輕量化結構焊接工藝的要求

  通常從外觀無法識別出某物件是否采用了輕量化結構，只有將一
個結構設計的性能潛力與其總重量聯系起來才能推斷出來。汽車起
重機是一個典型的例子，建造高柔性移動重型吊車基本反映出了其
性能。最初，這種車會喚醒人們對傳統重型機械制造的印象。只有
看到這種車輛結構的細節(jié)才會發(fā)現輕量化結構的特性，例如升降高
度可達190 m的伸縮懸臂的薄壁結構。幾乎所有的承載結構以及伸
縮懸臂元件都采用傳統焊接工藝來進行連接，其中金屬保護氣體焊
因其靈活性而被使用得最為廣泛。
  在此，人們對工藝的真正要求并不是要推動與特定輕量化結構
要求相匹配的焊接工藝技術開發(fā)，更多的是根據幾乎唯一使用的可
焊接高強度和超高強度鋼的具體要求來調節(jié)焊接條件和冷卻條件。
傳統機械制造中在焊接結構設計上占主要地位的一直是可簡單加工
的鋼材(屈服點最大約355 MPa)，而在輕量化結構中大量使用的是
屈服點可達1 100 MPa的細晶粒結構鋼。由于在不限制可焊接性的
情況下只能通過差異非常大的熱處理實現這種強度，因此在焊接時
肯定會有強度損失較大的危險。出于以上原因，精確調節(jié)和控制焊
接條件(預熱溫度、焊接參數、延展能量、焊接材料)具有十分重要
的意義。
  另一方面，在諸如汽車輕量化結構這樣的應用領域內，選擇合
適的焊接工藝時將連接技術與傳統重型機械制造的要求區(qū)分開來也
是十分重要的。最重要的區(qū)分特征是要控制厚度在1 mm以下板材的
厚度。在此，傳統焊接工藝一般情況下會與其工藝所限的性能下限
發(fā)生沖突，從而使該過程變得不穩(wěn)定或者很難被操控且難以獲得始
終如一的質量。應用中所使用的加強材料會因其物理特性(例如導
電和傳熱能力高以及收縮傾向增強)而在焊接技術方面很難被控制
。尤其是通過熔焊工藝很難完成的不同材料的連接成為越來越頻繁
出現的任務。

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