鋁合金-鋼異種金屬CMT焊接工藝及接頭組織性能分析.pdf

1、鋁合金/鋼作為生產(chǎn)生活中兩種應(yīng)用很廣泛的金屬，都具有十分優(yōu)異的性能，其中鋁合金具有密度低，比強(qiáng)度高，耐腐蝕性能強(qiáng)等良好的物理化學(xué)特性。而鋼作為研究最為系統(tǒng)和成熟的工業(yè)基礎(chǔ)材料，力學(xué)性能良好，取材容易，重要性是其他的金屬無(wú)法取代的。越來(lái)越多的領(lǐng)域結(jié)合兩者的優(yōu)點(diǎn)來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品的優(yōu)化升級(jí)。例如汽車(chē)制造業(yè)正在經(jīng)歷鋼制車(chē)身向鋁合金/鋼制車(chē)身轉(zhuǎn)變的階段，在保證汽車(chē)安全性的同時(shí)，利用焊接的方法將鋁合金/鋼連接到一起，從而對(duì)汽車(chē)進(jìn)行減重，提高燃油經(jīng)濟(jì)性，減

2、少汽車(chē)行駛過(guò)程中的碳排放。
　　連接鋁合金/鋼的焊接技術(shù)有很多種，但是CMT焊接技術(shù)作為一種新型的焊接技術(shù)，對(duì)鋁合金/鋼的焊接有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。本文利用CMT焊接技術(shù)對(duì)鋁合金/鋼異種金屬薄板進(jìn)行焊接試驗(yàn)，采用金相顯微鏡，SEM，EDS等方法對(duì)焊接接頭的組織進(jìn)行分析。
　　經(jīng)過(guò)大量試驗(yàn)，得到厚度均為2mm的6061鋁合金/Q235鍍鋅鋼板在ER4043焊絲為填充金屬的條件下焊接接頭的最佳工藝參數(shù)：焊接速度300mm/min，送絲速

3、度3.9m/min，焊接電流66A，電壓11.9V。在此焊接工藝參數(shù)下，得到了成型良好的焊接接頭。相同參數(shù)下，保證相同的熱輸入，將焊絲變?yōu)?ER5183，得到的焊接接頭強(qiáng)度很低。
　　通過(guò)熱力學(xué)分析，結(jié)合界面反應(yīng)機(jī)理，得到鋁合金/鋼焊接后在焊縫反應(yīng)層中最易生成的金屬間化合物為Fe2Al5，理論分析與實(shí)際測(cè)得的金屬間化合物的種類大致相同。
　　在相同熱輸入條件下，分別使用ER4043焊絲和ER5183焊絲對(duì)厚度均為2mm的50

4、83鋁合金/Q235鍍鋅鋼板進(jìn)行CMT焊接。拉伸試驗(yàn)結(jié)果表明，使用ER5183焊絲的焊接接頭拉伸試驗(yàn)平均最大載荷（4.44kN）比使用ER4043焊絲的焊接接頭拉伸試驗(yàn)平均最大載荷(1.28kN)大很多。從微觀上分析是因?yàn)镋R5183焊絲中鎂含量較高的原因，因?yàn)殒V鐵之間的冶金結(jié)合能力很差，但焊接過(guò)程中鎂鋁之間生成大量共晶相，最終生成的金屬間化合物種類增多，導(dǎo)致使用ER5183焊絲形成的焊縫反應(yīng)層中金屬間化合物的厚度變厚，從而形成的焊接接