鋁合金-鋼對接MIG電弧熔-釬焊接工藝.pdf

1、鋁合金/鋼異種金屬復合結構具有實現輕量化的優(yōu)勢，在汽車、航空航天、船舶等行業(yè)具有很好的應用前景。然而由于鋁、鐵物理化學性質差異大，焊接時極易形成硬脆的Fe-Al金屬間化合物，使鋁合金/鋼焊接成為當前的焊接技術難點。熔-釬焊技術作為一種新穎的焊接方法被應用于鋁合金/鋼的連接中，熔-釬焊相比于固相焊等其它焊接方法具有效率高、不受工件尺寸形狀限制的優(yōu)勢。近年來，鋁合金/鋼搭接結構的焊接已相對成熟，但對接結構的研究相對較少，然而對接結構在工業(yè)生

2、產中的應用更加普遍，因此開展鋁合金/鋼對接熔-釬焊接工藝研究，對促進鋁合金/鋼對接復合結構的應用以及推動熔-釬焊接技術的發(fā)展具有積極意義。
　　以1.5 mm厚的5052鋁合金和Q235低碳鋼板為母材、以AlSi5焊絲為填充材料進行鋁合金/鋼的對接熔-釬焊接工藝試驗。對比搭接焊，分析了對接熔-釬焊的特點，發(fā)現提高鋼側溫度、改善液態(tài)填充金屬在鋼板表面的潤濕促進冶金結合是實現高強連接的關鍵，并提出了針對性的工藝措施。研究結果顯示，采用

3、焊前預熱鋼板和鋼板開坡口的工藝措施未能有效改善對接焊縫成形，而對鋁合金/鋼設置不同散熱條件的工藝措施可以有效的改善焊縫成形，能夠得到成形美觀的對接焊縫。但接頭強度較低，不能滿足工程需求。這說明僅采取工藝措施不能保證形成優(yōu)質高強的鋁合金/鋼熔-釬對接接頭，需要在一定工藝措施條件下采取合適的冶金措施來獲得優(yōu)質高強焊接接頭。
　　以Nocolok釬劑（以KAlF4、 K3AlF6為主要成分）為基礎開發(fā)一種合適的釬劑，用于鋁合金/鋼對接熔

4、-釬焊來改善焊縫成形、提高接頭性能。研究發(fā)現，KAlF4、K3AlF6以80wt％、20wt％的配比可以得到良好的焊縫成形，且實現了液態(tài)填充金屬向鋼板背面的鋪展。在此基礎上，向釬劑中添加一定比例的界面活性劑K2SiF6，焊縫成形仍較好，相比于不添加K2SiF6接頭強度提高了7％。
　　另外，試圖通過添加合金元素來改善焊縫成形、提高接頭性能，根據合金相圖，選擇Zn、Sn、Cu元素以粉末或者薄帶的形式添加。試驗結果表明，合金粉末和合金

5、薄帶均不能改善焊縫成形。以非金屬釬劑為基體，摻雜合金元素，來改善鋁合金/低碳鋼對接焊縫成形，設計并進行正交試驗，結果表明，非金屬釬劑+合金元素復合釬劑可以明顯改善鋁合金/低碳鋼對接焊縫成形，且接頭性能優(yōu)良，抗拉強度可達142 MPa，為鋁合金母材的65％。
　　對鋁合金/鋼對接接頭的微觀組織結構采用掃描電鏡、能譜掃描進行了分析，發(fā)現在鋼板的表面形成了連續(xù)的金屬間化合物層，說明冶金結合良好，在界面的不同位置金屬間化合物層的形態(tài)種類有