摘要: |
本文针对当前铝/钢异种金属焊接难以满足汽车制造业发展需要的现状,提出了大光斑激光-电弧复合热源焊接方法,用该方法成功地实现了5A02铝合金板与镀锌钢板、镀铝钢板的熔-钎连接,并研制开发了可用于铝/非镀层钢复合热源熔-钎连接的特种钎剂。文章较为系统地研究了焊接参数对铝/镀锌钢熔-钎焊缝成形、接头的机械性能、接头的微观组织结构及Al-Fe金属间化合物层厚度的影响,并结合接头的剪切强度,研究了Al-Fe金属间化合物层的厚度对接头强度的影响。对连接过程中产生局部“未钎合”缺陷的机理进行了研究并制定了相应的抑制措施,同时对复合热源熔-钎连接的机理做了探讨。
研究结果表明:大光斑Nd:YAG激光-脉冲MIG复合热源焊接方法可以实现铝/镀层钢的优质、高效连接,最高焊接速度可以达到5m/min,得到的铝/镀层钢熔-钎连接接头的抗拉强度可以达到5A02铝母材强度的72%~75%左右;涂有KAlF<,4>+Sn+Zn配方钎剂试件接头的抗拉强度可达5A02铝合金母材抗拉强度的83.6%,与5A02铝合金熔化焊接头的强度相当;Al-Fe金属间化合物层厚度在1.5~4 μm范围内,化合物层的存在对接头的性能影响不大;焊接热输入能量不足是导致铝母材熔合线根部位置产生局部“未钎合”缺陷的根本原因,而铝母材熔合线根部位置的熔池金属和钢板达不到Al-Si钎料与钢所需要的钎焊温度是产生局部“未钎合”缺陷的直接原因;激光的有效作用、精确的能量控制、熔-钎连接接头结构合理化、镀层金属或钎剂添加金属的良好活性及合金化是实现铝/钢激光-电弧复合热源熔-钎连接,得到优质铝/钢熔-钎连接接头的必要条件。 |