国内外螺柱焊接技术的发展研究现状
时间:2017-06-07 21:54 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 国际上，从上世纪60年代开始创立螺柱焊接技术，到90年代实现了计算机控制螺柱焊，整体上可以分为三个阶段：电容放电式焊机焊接技术，拉弧式电容储能焊接技术，计算机技术、ROBOT技术与逆变技术在螺柱焊接系统中的成功应用[8]。从上面综述来看，国外螺柱焊接技术发展很迅速并且很成熟了，现在可以顺利的解决螺柱焊接的质量保证系统问题。9844 2国内螺柱焊接技术发展现状及差距 国内对螺柱焊接技术的研究还比较落后，目前国内螺柱焊机生产厂家，大都处于一个较低水平，生产的螺柱焊机90%为通用螺柱焊机，专用焊机几乎100%靠进口，特别是汽车行业，即品种很单一。从查找的资料来看，我国在螺柱焊接技术研究这块与国际水平相差20年左右。总之，目前我国螺柱焊的应用还处在起点阶段，由于我国工业基础薄弱，对新技术不敏感，缺乏竞争意识，对引进技术缺乏自主开发能力。引进技术(或设备)落后或更新换代等原因。造成了继续依靠国外技术的严峻现实。连配件、备件、易损件都靠进口是最典型的事例。 3铝-钢螺柱焊接技术研究成果 （1）摩擦焊。 摩擦焊是以机械能为能源的一种固相连接方法。它是以两工件表面之间相互机械摩擦产生的热量来连接成型的。1977年，日本森井泰对铝与钢的焊接接头进行了研究[9]。1981年，ElliottS等人对前人的研究作了总结，认为金属间化合物是影响铝与钢焊接的主要问题，并讨论了焊后回火处理、合金元素和工艺参数对金属间化合物的产生和长大的影响，认为1μm是金属间化合物厚度的临界值，小于此临界值化合物的存在可以增加接头的结合强度，大于此值则使焊接接头强度降低[10]。日本的Fukumoto等人[11]采用摩擦焊方法连接5052铝合金和304奥氏体不锈钢。当选用合适的工艺参数，界面没有未结合区，并且存在较薄的合金层时，可以得到结合性能良好的异种材料接头。日本冈山科技大学的Yokoyama等人[12]采用摩擦焊技术连接6061铝合金和SUS304不锈钢的对接接头，详细研究了加载速率对接头抗拉强度的影响，随着加载速率的增加，接头的抗拉强度也随之增加。接头界面的金属间化合物层的厚度大约为2μm，主要由Fe2Al5组成。ElrefaeyAhmed等人[13]用2mm厚的Al100H24铝板和1mm厚的镀锌钢板进行了摩擦焊的试验研究，试验得到的搭接接头强度要好于相同条件下铝与非镀锌钢得到的接头强度；X射线分析表明焊接接头有金属间化合物生成，化合物主要以Fe4Al13和Fe2Al5形式存在。 图1-1 搅拌摩擦焊原理示意图 图1-2 搅拌摩擦焊接头宏观形貌 但是大量研究表明，尽管摩擦焊能够得到优质的铝和钢焊接接头，但是有些复杂形状的工件很难用摩擦焊实现，因此摩擦焊在铝与钢焊接的应用中受到了一定程度的限制。 （2）电弧熔-钎焊。电弧熔-钎焊利用电弧为热源对铝与钢工件进行加热，同时通过连续送进铝基焊丝填充接头，铝合金处于熔化状态，为熔焊结合，而钢母材不熔化，为钎焊结合[14]。铝与钢电弧熔-钎焊要获得性能优良的接头，必须保证在接头上不产生金属间化合物。常采用的工艺措施是在钢表面镀上与铝相匹配的第三种金属，如Zn、Ag等，厚度为30~40μm，作为过渡层，使铝一侧为熔焊，钢一侧为钎焊。国外的焊接工作者对钢表面镀层工艺进行了较为详细的研究。前苏联焊接工作者研究得到镀层的厚度最好在20μm为好[15]。美国三角工业公司专利报道， 在焊接铝与不锈钢件时，钢上离子镀或真空表面渗银镀层效果也很理想[16]。国内的李亚江、王娟、刘强等人[5]总结分析了铝与钢焊接时的镀层效果，分析认为铝及铝合金与碳钢氩弧熔-钎焊时，在碳钢表面镀厚度为3~5μm的Zn、Sn、Ag可以获得较好的接头。但镀Cu、Ni、Al等中间层，焊后接头强度不高。试验表明，为避免中间脆性金属间化合物的形成，采用浸渍法镀上100~120μm厚的Zn层，获得的铝与钢接头强度较高,且镀Zn层越厚，接头强度越高。铝及铝合金与不锈钢电弧熔-钎焊时，镀Ni层焊接性比较差，镀Zn层易被烧损；Ni-Cu-Ag复合镀层上易形成裂纹，Ni-Cu-Sn复合镀层效果较好，Ni-Zn复合镀层效果更佳。 (责任编辑：qin) |