纯铝与镀锌钢板MIG熔-钎焊工艺研究.pdf

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1、第33卷第4期航空材料学报Vo1．33，No．42013年8月JOURNALOFAERONAUTICALMATERIALSAugust2013纯铝与镀锌钢板MIG熔一钎焊工艺研究国旭明，汪建梅，徐荣正(沈阳航空航天大学材料科学与工程学院，沈阳110136)摘要：采用A1一Mg，A1一Si两种填充焊丝，研究了纯铝与镀锌钢板异种金属材料的MIG熔一钎焊工艺，分析了焊接接头的界面结构特征及其力学性能。研究结果表明：在合适的焊接参数下，选用两种填充焊丝可以实现纯铝板(1060)与镀锌钢板的MIG熔一钎焊。与添加A1一Mg焊丝相比，填充Al—si焊丝，界面反应层由0一AlFe，11·Al

2、Fe：和A1FeSi相组成，且反应层较薄，焊缝中加入si元素有效地抑制了金属间化合物层的生长，此时所获得的拉剪强度较大，接近纯铝板(1060)的抗拉强度，接头断裂发生在焊缝位置。关键词：铝／钢异种金属；MIG熔．钎焊；金属间化合物；微观组织；拉剪强度doi：10．3969／j．issn．1005—5053．2013．4．006中图分类号：TG453．9文献标识码：A文章编号：1005—5053(2013)04—0032~5铝／钢异种金属连接的复合结构充分利用了铝头组织和性能的影响，发现Si可以有效地抑制金属和钢两种金属材料的固有优势，其轻量化、多功能间化合物层(IMP)的形成。

3、性等特点在航空航天、汽车制造等领域具有广泛基于以上的研究，本工作探索了纯铝与镀锌低应用前景’。目前，铝与钢的焊接工艺方法主要碳钢板的MIG熔．钎焊工艺，焊丝采用5183型的A1．包括固相焊、钎焊和熔化焊三类，对于钎焊和摩擦5Mg和4043型的A1—5Si两种焊丝，选择合理的焊接焊等连接方法来说，尽管可以得到优质的焊接接工艺参数，实现了两种材料的熔一钎焊，对所得焊接头，但对工件形状和尺寸有较高要求，限制了其接接头的组织和力学性能进行了分析，并对比了Mg，头的形状和应用范围。由于铝与钢的物理、化学Si元素对焊接接头的组织和性能的影响。性能存在很大的差异，导致在熔化焊时得到的焊接接头

4、组织不均匀，有较大的残余应力存在，容易1实验材料及方法萌生裂纹，而且焊缝中易生成大量硬而脆的A1．Fe金属间化合物3。实验选用镀锌钢板和纯铝板(1060)，尺寸分别为了解决铝／钢熔化焊界面易产生金属间化合为100mm×60mm×2mm和100mm×50mm×3mm。物问题，国内的李亚江等提出在钢一侧镀zn，Ag5183和4043焊丝的化学成分见表1，焊丝直径为等过渡层可以控制中间脆性金属间化合物的形成；1．2mm。焊接接头采用搭接方式，钢板下、铝板上，雷振等提出大光斑激光．电弧复合热源焊接方法搭接长度为15ram。焊前用钢刷和砂纸将铝板表面以及石常亮等采用的冷金属过渡技术(CM

5、T)，通的氧化膜、油污清理干净，然后用丙酮擦拭铝板、钢过严格控制焊接的能量输入来减少金属间化合物的板表面。焊接设备采用Qunito403MIG焊机的电弧生成；J6come等研究了钎料中Si，Mn的加入对接钎焊模式，焊接电流为90A，焊接电压为19V。表1焊丝的化学成分(质量分数／％)Table1Chemicalcompositionoftheweldingwire(massfraction／％)焊接后，用线切割沿接头横断面切取15mm×收稿日期：2012—09—14；修订日期：2012—10-2315mm的金相试样，经研磨和抛光，采用配比为1mL作者简介：国旭明(1965一)，

6、男，博士，教授，主要从事焊接HF+1．5mLHC1+2．5mLHNO3+95mLH2O混合酸冶金及特种焊接材料研究，(Email)guoxuming@sau．edu．cn。进行腐蚀。用OLYMPUSGX71金相显微镜、KYKY—第4期纯铝与镀锌钢板MIG熔一钎焊工艺研究35body[J]．WeldingintheWorld，2000，44(4)：23—27．表3接头的拉剪强度[3]刘中青，刘凯．异种金属焊接技术指南[M]．北京：机Table3Shearstrengthoftheweldingjoint械工业出版社，1997．FillerwireShearstrength／MPa

7、[4]李亚江，王娟，刘强．有色金属焊接及应用[M]．北京：化学工业出版社，2006．[5]雷振，秦国梁，林尚扬．铝／钢异种金属Nd：YAG激光一MIG复合热源熔一钎焊接工艺[J]．焊接，2006(6)：35厚都会影响焊接接头的性能，其厚度在1．5～4lxm范—37．围为最佳，此时焊接接头中的Al和Fe原子扩散比(LEIZ，QINGL，LINSY，eta1．Fusion—brazingweldingfordissimilarmetalsbetweenaluminumandsteelbyNd：较