高強(qiáng)鋼和鋁合金的焊接工藝研究.pdf

1、近年來(lái),環(huán)境問(wèn)題引發(fā)了各類(lèi)學(xué)者和工業(yè)技術(shù)人員汽車(chē)輕量化技術(shù)的研究熱潮。采用較薄的高強(qiáng)度鋼和鋁合金的復(fù)合結(jié)構(gòu)件替代傳統(tǒng)鋼鐵結(jié)構(gòu)能有效地減輕汽車(chē)重量。高強(qiáng)度鋼和鋁合金的機(jī)械連接、粘接等連接技術(shù)在強(qiáng)度和性能方面無(wú)法滿(mǎn)足工業(yè)需求,因此,二者之間的焊接必然成為其連接的主要途徑。然而,由于鋼和鋁的性質(zhì)差異較大,使得他們之間的焊接很困難,而且很容易產(chǎn)生脆性鐵鋁相,嚴(yán)重影響接頭的強(qiáng)度。
　　本文以車(chē)身用沖壓高強(qiáng)度鋼板Q295和6061鋁合金板為研

2、究對(duì)象,對(duì)高強(qiáng)度鋼的表面處理工藝進(jìn)行了研究,旨在獲得一個(gè)良好的過(guò)渡層,從而在焊接過(guò)程作為一個(gè)屏障。本課題的研究主要分為三個(gè)部分:首先,研究了高強(qiáng)鋼表面的活化處理工藝。結(jié)果表明,活化能夠改變鋼表面的狀態(tài),而且不同的活化液濃度和活化處理時(shí)間對(duì)活化效果都有影響;第二個(gè)階段研究了高強(qiáng)鋼的活化熱浸滲鋁工藝。研究表明,不同的活化時(shí)間和滲鋁時(shí)間對(duì)滲鋁層的形成有一定的影響,在活化處理14s,滲鋁80s時(shí),可以得到最佳的滲鋁層。最后,對(duì)滲鋁高強(qiáng)鋼和鋁合金

3、進(jìn)行焊接正交試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果證明,活化時(shí)間和滲鋁時(shí)間對(duì)接頭強(qiáng)度的影響更顯著,最優(yōu)的組合為:活化14s、滲鋁80s處理,焊接峰值電流80A,焊接速度0.8m/min,此時(shí),接頭的抗拉剪強(qiáng)度可達(dá)到136.4N/mm。通過(guò)對(duì)接頭的金相分析、斷口分析,證明異種金屬鋼和鋁已經(jīng)形成了良好的冶金結(jié)合,通過(guò) SEM、XRD等相關(guān)的檢測(cè)分析,可初步分析這種接頭強(qiáng)度較高的原因在于接頭中生成了新的物相Al65Cu20Fe15和Al3Ni,從而抑制了鐵鋁之間脆性