鋁合金-不銹鋼CP電弧熔-釬焊工藝研究.pdf

1、鋁合金/不銹鋼異種金屬結(jié)構(gòu)能夠有效的發(fā)揮兩種材料的優(yōu)勢，具有比重輕、強(qiáng)度高、耐蝕性優(yōu)良等特點(diǎn)，在航空航天、交通運(yùn)輸?shù)炔块T具有越來越廣泛的應(yīng)用。由于鋁合金及不銹鋼兩種材料在熱物理性能及力學(xué)性能等方面存在著巨大差異，在反應(yīng)過程中極易生成脆性的金屬間化合物，降低接頭的力學(xué)性能，是焊接領(lǐng)域的難點(diǎn)問題。盡管壓力焊、釬焊等方法能夠?qū)崿F(xiàn)兩者的連接，但上述方法工藝條件苛刻，一般要求工件具有一定的尺寸形狀，相比而言，電弧熔-釬焊方法因具有熱輸入量小，操作

2、方便且易于實(shí)現(xiàn)自動化等特點(diǎn)，在鋁/鋼連接領(lǐng)域具有特殊的優(yōu)勢。
　　本文針對鋁/鋼異種金屬焊接特點(diǎn)，采用CP焊機(jī)對鋁合金與不銹鋼進(jìn)行電弧熔-釬連接，分別采用在不銹鋼表面進(jìn)行預(yù)鍍鋅、預(yù)涂層及預(yù)滲鋁處理，來促進(jìn)電弧作用下液態(tài)釬料在鋼板表面的潤濕鋪展，分別對1mm及3mm試樣開展了搭接和對接試驗(yàn)研究。在此基礎(chǔ)上，對不同工藝條件下的接頭外觀形貌進(jìn)行了對比分析，并深入研究了接頭不同區(qū)域的微觀組織，并評定了接頭的力學(xué)行為，建立了組織結(jié)構(gòu)與力學(xué)性

3、能之間的聯(lián)系。
　　1mm鋁合金/不銹鋼預(yù)鍍鋅搭接接頭研究結(jié)果顯示，隨著焊接熱輸入的增加，界面區(qū)化合物層的厚度由2μm增加到10μm左右，靠近界面層熔化區(qū)內(nèi)有τ6-Al4.5FeSi相生成；當(dāng)焊接熱輸入為83.44KJ/m時，接頭拉剪強(qiáng)度最大為193.4MPa，界面層壓剪強(qiáng)度穩(wěn)定在105-120MPa之間；采用純鋁焊絲的接頭壓剪強(qiáng)度最大為124MPa；采用Al-Si12焊絲的接頭熔化區(qū)硬度最大，但仍低于母材硬度。1mm鋁合金/不銹

4、鋼預(yù)涂層搭接接頭研究結(jié)果表明，隨著焊接熱輸入的增加，化合物層因自身的脆性而碎化進(jìn)入熔化區(qū)；當(dāng)焊接熱輸入為86.9KJ/m時，接頭拉剪強(qiáng)度最大可以達(dá)到190MPa左右；接頭的斷裂形式分為從靠近鋁側(cè)熱影響區(qū)的焊縫塑性斷裂及從界面處脆性剪切斷裂兩種方式。3mm鋁合金/不銹鋼預(yù)涂層對接接頭研究結(jié)果表明，預(yù)留一定的對接間隙及選取合適的成型槽，接頭有良好的成形，未發(fā)現(xiàn)碎化及呈針狀生長的脆性化合物；接頭從界面區(qū)發(fā)生斷裂，抗拉強(qiáng)度可以達(dá)到157.8MP