Q235钢与5052铝合金CMT焊接工艺研究

发布时间：2020-05-13 18:40

【摘要】：当前,随着汽车工业对铝及其合金的广泛应用,铝/钢异种金属的连接逐渐成为焊接领域的热点问题。本文针对铝合金和Q235钢异种金属在汽车工业中的轻量化结构制造,采用冷金属过渡(CMT)熔-钎焊方法进行1mm薄板搭接工艺研究,包括焊接速度、送丝速度、气体种类、钎剂对焊缝宏观形貌、接头微观组织和力学性能的影响。实验结果表明,Ar气组中,焊接速度0.45m/min,送丝速度4.5m/min,焊接电压12.5V,焊接电流71A,可获得最大抗拉强度128MPa,此时金属过渡层硬度值为179.4HV,厚度约为5.04μm。CO_2气组中,焊接速度0.45m/min,送丝速度5.3m/min,焊接电压12.7V,焊接电流81A,可获得其最大抗拉强度133MPa,此时金属过渡层硬度值为194.6HV,厚度约为5.68μm。当CO_2作为保护气体时,其焊缝熔化区主要为少量Mg_2Al_3和Al,α-Al,且Zn元素没有完全的蒸发烧损,少量存在于铝侧近钎焊界面。其铝侧近钎焊界面处发现了粗大的相组织Fe_2Al_5。使用CO_2气体作为保护气时,可提高焊接接头的抗拉强度和硬度,改善铝接头软化的问题。非镀锌钢Q235与5052铝合金焊接过程中,在标准参数下,钎剂KAlF_4+Zn+Sn作用下的钎料铺展性较好,润湿角较小。使用KAlF_4+Zn可以抑制Fe-Al金属间化合物的生长,减少硬脆相的含量,提高焊接接头的韧塑性。而采用钎剂KAlF_4+K_2SiF_6后,焊接接头硬度最大可达到211.4HV。当采用钎剂KAlF_4+Zn+Sn,通过调整焊接参数对焊接接头进行焊接时,当电流71A,电压12.5V,焊接速度0.3m/min,送丝速度4.5m/min时,焊接接头可获得最大抗拉强度134.77MPa。此时接头硬度也明显高于其他焊接参数下的接头硬度,最大硬度可达454.5HV。通过钎焊区微观组织观察到部分金属间化合物以锯齿状存在于焊缝中,α-Al基体与金属间化合物交错结合在一起,锯齿加交错结合的结构可以提升铝/钢界面结合力,降低了裂纹扩展趋势。
【图文】：

图 1.1 所示，以数字化程序进行控制，，能够让液态的熔熔滴向熔池的过渡。冷金属过渡焊接技术相比于其他焊接接过程中热输入小；可无飞溅起弧，减少了焊后的清理工进行薄板的焊接。

为无热输入的状态。通过这种数字化协调的过渡方式，电弧对工件的加热时间急剧缩短，热输入也相应降低。（3）无飞溅过渡：焊丝和熔滴在短路时通过焊丝的回抽动作实现分离。如图 2.1 所示，为焊丝回抽动作示意图。
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG457.1

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 温昌金;李玉龙;赵诚;;铝合金/镀锌钢异种材料薄板的超声波点焊[J];焊接学报;2015年09期

2 李安敏;范晓烁;董涛;梁爽;;铝镁合金焊丝的研究现状[J];材料导报;2015年17期

3 牛鹏亮;李文亚;;搅拌摩擦焊残余应力研究现状及展望[J];精密成形工程;2015年05期

4 熊欢;曲文卿;段兆涛;孙喜海;周双双;庄鸿寿;;铝合金与不锈钢管接头的高频感应钎焊[J];焊接技术;2015年07期

5 杨鹏;孟正华;黄尚宇;雷雨;;异种金属磁脉冲焊接研究进展[J];热加工工艺;2015年03期

6 周彦林;林巧力;曹睿;陈剑虹;;铝钢冷金属过渡焊接界面的组织特征及热力学分析[J];热加工工艺;2015年05期

7 黄倩;曹睿;朱海霞;陈剑虹;王培中;;铝/裸钢板冷金属过渡点塞焊接头组织及力学性能[J];焊接学报;2014年11期

8 杨硕;林健;杨上陆;雷永平;孔德凝;;钢/铝CMT接头熔合面积对接头抗剪强度及破坏模式的影响[J];材料工程;2014年04期

9 余刚;曹睿;陈剑虹;;铝/镀锌钢薄板异种金属CMT熔钎焊接头组织与力学性能[J];中国机械工程;2012年21期

10 王敬;尹小燕;杨帅;;Fe/Al异种金属扩散界面区的显微组织[J];焊接技术;2011年12期

相关博士学位论文 前1条

1 吴铭方;铝合金与不锈钢低温扩散焊及界面主组元扩散行为研究[D];江苏大学;2011年

相关硕士学位论文 前3条

1 庞二元;铝合金/钢异种金属CMT焊接工艺及接头组织性能分析[D];中北大学;2016年

2 万龙;铝/钢搅拌摩擦搭接强流变作用下界面行为及力学性能研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

3 胡增智;铁铝金属间化合物组织和性能的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

本文编号：2662375