铝钢异种材料电弧熔钎焊接技术
近年来，能源匮乏与环境问题越来越严重，这些压力也直接影响到汽车制造业。汽车车身的轻量化是目前汽车制造的研究热点之一。减轻车身重量是节约能源和减少有害气体排放的最基本途径之一：汽车每减重1%，可使油耗降低0.6%~0.8%，并减少1%的污染。车身轻量化的实现包括选用轻质材料、结构优化设计和先进制造工艺等三个方面。铝合金是应用相对成熟的轻质材料。目前在工业应用中，铝合金与钢的连接主要采用铆接、螺栓连接等机械连接方法，但这种接头重量大，拉剪强度低，不利于汽车车身的减重设计。采用传统熔化焊方法连接铝合金与钢，常常在过渡区形成脆性的金属间化合物，严重降低了接头强度。鉴此，本文研究了电弧熔钎焊接铝合金与镀锌钢板的连接技术：即严格控制热输入量，使接头铝材的一侧熔化，通过润湿作用与另一侧的镀锌钢板实现连接。实验采用钨极氩弧焊(TIG)和冷金属过渡焊(CMT)两种焊接方法实现熔钎焊，比较其在焊缝成型、接头拉剪强度和金属间化合物等的差异，探讨上述两种焊接方法的优劣。
根据等强度匹配原则，实验选用2mm厚的6061-T6铝合金板材和0.7mm厚的GMW2镀锌低碳钢钢板。将以上板材切成140mm×125mm的待焊试样，接头形式为搭接接头(铝板在上，钢板在下)，采用TIG和CMT两种方法进行熔钎焊，主要焊接参数如表1所示，焊接采用ER4043铝硅焊丝进行填缝。根据GB/T2651-2008焊接接头拉伸试验方法，在型号为MTS810万能材料试验机上进行拉伸实验，拉伸速率为1mm/min。
表1 焊接工艺参数
|
焊接方法
|
焊接电流/A
|
焊接速度
/(m·min-1)
|
焊丝直径
/mm
|
送丝速度
/(m·min-1)
|
|
TIG
|
75/100
|
0.28
|
1.2
|
5.7
|
|
CMT
|
67
|
0.5
|
1.2
|
4.4
|
使用TIG和CMT两种电弧熔钎焊接方法均可实现铝钢异种材料的连接。与自冲铆接相比，电弧熔钎焊接的接头强度较大，接头重量较小，因此在汽车车身轻量化的过程中，可以采用电弧熔钎焊方法进行车身铝钢材料的连接。其中CMT焊接方法相对于TIG有较好的焊缝成型性，有足够的余高进行后续加工，且接头拉剪强度值达到母材强度的85%，满足焊接接头的使用要求。（榕霖）
现货资源
| 品名 | 规格 | 材质 | 厂家 | 地区仓库 | 价格 | 现货 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 螺纹钢 | 12-32 | HRB400E | 长治市创发商贸有限公司 | 首钢长钢(首钢长钢) | 0 | 详情 |
| 热轧卷板 | 3.75*1500 | Q235B | 苏州鑫昊欣金属科技有限公司 | 沙钢(玖隆物流) | 3630 | 详情 |
| 普碳中板 | 16*2500*12800 | Q235B | 上海北铭高强度钢材有限公司 | 重钢(川流富锦库) | 4110 | 详情 |
| 低合金板 | 210 | Q355NB | 舞钢市坤钰供应链管理有限公司 | 舞钢(产业集聚区) | 0 | 详情 |
| 无缝管 | 76*35 | 45# | 山东东银金属材料有限公司 | 聊城(东银库) | 4230 | 详情 |
| 圆钢 | 22*9380 | 25CrMoA | 山东大万实业有限公司 | 宣钢(河北宣化) | 0 | 详情 |
| 热轧卷 | 3.0*1800*C | Q235B | 上海盛钢联供应链管理有限公司 | 宝钢(泉安/津澜) | 0 | 详情 |
| 高线 | 10 | 300 | 洛阳威钢商贸有限公司 | 山西晋南(晋南厂库) | 3650 | 详情 |
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