6061铝合金/DP590镀锌钢板冷金属过渡焊接头界面的显微组织

发布时间：2021-03-21 16:12

　　采用冷金属过渡焊（CMT）对6061铝合金和DP590镀锌钢板进行搭接点焊,研究了接头界面的显微组织和物相组成,探讨了各金属间化合物的形成机理。结果表明:接头焊缝成形良好,焊接界面上存在厚度约6μm的金属间化合物过渡层,镀锌钢板一侧的过渡层界面较为平滑,熔化区一侧的界面处则存在大量柱状晶;过渡层中的铁、铝元素含量几乎不变,靠近镀锌钢板一侧的显微组织为含铝的α-Fe固溶体,靠近熔化区一侧的为Fe2Al5相,同时熔化区内形成了细针状Fe Al3相。 

【文章来源】：机械工程材料. 2020,44(09)北大核心CSCD

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

焊接试样搭接示意

由图2可知:6061铝合金/DP590镀锌钢板CMT接头焊缝成形较好,焊丝熔化形成的熔滴与小孔周围的铝合金熔合在一起,并在镀锌钢板表面铺展良好,形成了明显的钎焊界面层;熔核中央存在一个凹陷区域,由熔融金属凝固收缩而成,该区域未出现缩孔等明显的焊接缺陷,这是由于试验所用送丝速度较为合理,热输入不大,熔融金属从焊点中心向四周扩散时的流动较慢,中间部分金属流失较少。2.2 接头微观形貌及元素分布

由图3可知:6061铝合金/DP590镀锌钢板焊接界面上存在一层均匀的金属间化合物,厚度在6μm左右;靠近镀锌钢板一侧的过渡层界面较为平滑,靠近熔化区一侧的过渡层界面呈锯齿状,存在大量垂直于界面生长的柱状晶,这是因为在焊接过程中,镀锌钢板一侧属于冷端,熔融焊丝和部分熔化的铝合金与之接触时产生垂直温度梯度,有利于柱状晶的生长;此外,熔化区一侧还存在较多无固定生长方向的细针状组织。沿图3(b)白色箭头方向垂直于6061铝合金/DP590镀锌钢板界面进行EDS线扫描分析。由图4可知:从镀锌钢板到铝合金方向上,铁元素含量先降低,铝元素含量先增加,随后两者在过渡层区域的含量几乎稳定不变,推测此处生成了铁铝金属间化合物;进入铝合金区后,铁元素含量继续减少,铝元素含量明显增加。随着焊接过程的进行,镀锌钢板和熔融铝合金发生了铁和铝元素的扩散,两者相互反应形成金属间化合物过渡层。根据元素含量可知,靠近钢板一侧的为Fe-Al金属间化合物层,而靠近熔化区一侧的为Al-Fe金属间化合物层。

【参考文献】：
期刊论文
[1]铝/镀锌钢板CMT点塞焊的组织及力学性能研究[J]. 王凤江,李东洋,田爽,胡庆贤,饶政华,刘向阳.  江苏科技大学学报(自然科学版). 2017(04)
[2]铝/钢异种金属焊接接头界面Al-Fe金属间化合物生成及其热力学分析[J]. 黄健康,何翠翠,石玗,樊丁.  吉林大学学报(工学版). 2014(04)
[3]铝/镀锌钢板CMT熔钎焊界面区组织与接头性能[J]. 石常亮,何鹏,冯吉才,张洪涛.  焊接学报. 2006(12)
[4]铝与钢异种金属焊接的研究与发展概况[J]. 雷振,秦国梁,林尚扬,王旭友,王威.  焊接. 2006(04)



本文编号：3093164