鋁合金-鋼異種金屬CMT焊接工藝及接頭組織性能分析.pdf

1、鋁合金/鋼作為生產生活中兩種應用很廣泛的金屬，都具有十分優(yōu)異的性能，其中鋁合金具有密度低，比強度高，耐腐蝕性能強等良好的物理化學特性。而鋼作為研究最為系統(tǒng)和成熟的工業(yè)基礎材料，力學性能良好，取材容易，重要性是其他的金屬無法取代的。越來越多的領域結合兩者的優(yōu)點來進行產品的優(yōu)化升級。例如汽車制造業(yè)正在經歷鋼制車身向鋁合金/鋼制車身轉變的階段，在保證汽車安全性的同時，利用焊接的方法將鋁合金/鋼連接到一起，從而對汽車進行減重，提高燃油經濟性，減

2、少汽車行駛過程中的碳排放。
　　連接鋁合金/鋼的焊接技術有很多種，但是CMT焊接技術作為一種新型的焊接技術，對鋁合金/鋼的焊接有獨特的優(yōu)勢。本文利用CMT焊接技術對鋁合金/鋼異種金屬薄板進行焊接試驗，采用金相顯微鏡，SEM，EDS等方法對焊接接頭的組織進行分析。
　　經過大量試驗，得到厚度均為2mm的6061鋁合金/Q235鍍鋅鋼板在ER4043焊絲為填充金屬的條件下焊接接頭的最佳工藝參數(shù)：焊接速度300mm/min，送絲速

3、度3.9m/min，焊接電流66A，電壓11.9V。在此焊接工藝參數(shù)下，得到了成型良好的焊接接頭。相同參數(shù)下，保證相同的熱輸入，將焊絲變?yōu)?ER5183，得到的焊接接頭強度很低。
　　通過熱力學分析，結合界面反應機理，得到鋁合金/鋼焊接后在焊縫反應層中最易生成的金屬間化合物為Fe2Al5，理論分析與實際測得的金屬間化合物的種類大致相同。
　　在相同熱輸入條件下，分別使用ER4043焊絲和ER5183焊絲對厚度均為2mm的50

4、83鋁合金/Q235鍍鋅鋼板進行CMT焊接。拉伸試驗結果表明，使用ER5183焊絲的焊接接頭拉伸試驗平均最大載荷（4.44kN）比使用ER4043焊絲的焊接接頭拉伸試驗平均最大載荷(1.28kN)大很多。從微觀上分析是因為ER5183焊絲中鎂含量較高的原因，因為鎂鐵之間的冶金結合能力很差，但焊接過程中鎂鋁之間生成大量共晶相，最終生成的金屬間化合物種類增多，導致使用ER5183焊絲形成的焊縫反應層中金屬間化合物的厚度變厚，從而形成的焊接接