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国内外铝合金与钢焊接的研究现状(2)

时间:2023-01-12 22:29来源:毕业论文
哈尔滨工业大学的董义[32]以接触钎焊的方法并以硅钎焊膏为钎料研究了纯铝与1Cr18Ni9Ti不锈钢的焊接,结果表明,铝与不锈钢的钎焊接头结合性较好,但在

哈尔滨工业大学的董义[32]以接触钎焊的方法并以硅钎焊膏为钎料研究了纯铝与1Cr18Ni9Ti不锈钢的焊接,结果表明,铝与不锈钢的钎焊接头结合性较好,但在接头中产生了以Fe4Al13和FeSi2的混合物为主的脆生相,当脆生相厚度较薄时,钎焊接头强度较低;当脆生相较厚时,脆生相较多,难以满足实用性要求。

山东大学刘鹏[33]等人采用真空钎焊的方法并选用Al-Si合金钎料对Al1060/18-8和不锈钢异种金属进行焊接实验,640℃温度下保温10分钟后形成牢固的Al/18-8钢的焊接接头,然后对钎焊接头进行分析,试验结果表明:在界面处钎料的润湿铺展情况较好,界面处无裂纹产生,焊缝断裂呈粗糙灰色纤维状韧性断裂和准解理的混合型断裂。结合面处生成了δ(Al,Fe,Si)和α-Al(Si)等相,界面处无明显的高硬度脆性相。

钎焊的焊接过程中铝及其合金与钢母材均不会熔化,这在一定程度上可以有效防止金属间化合物的产生,同时可以通过改变焊接工艺参数以获得较好的焊接接头。但钎焊焊接的方法由于其较高焊接成本,较长的保温时间,较高的加热温度以及对工件形状和尺寸的特殊要求使得其不能应用于大批量生产中。

3 铝/钢的熔钎焊

铝及其合金与钢的熔钎焊原理是利用铝及其合金与钢相差较大的熔点,在焊接过程中当铝熔化时钢还未熔化或只是微熔,熔化的铝铺展在未熔化的钢表面,对于铝及其合金来讲,该焊接过程为熔化焊,而对于钢来讲则是钎焊,因此,该焊接方法称之为熔钎焊。

熔钎焊根据其热源的不同可以将熔钎焊分为多种类型,如热源是电子束时的熔钎焊称之为电子束熔钎焊,当把激光作为焊接热源时的熔钎焊称之为激光熔钎焊,还有脉冲熔钎焊,当采用福尼斯公司的CMT焊机进行焊接的熔钎焊的称之为CMT熔钎焊。

林尚扬院士 [34-35]以激光和电弧作为热源,将5A02铝合金和镀锌钢板以搭接接头形式进行了焊接实验,焊接过程中激光不仅作为热源熔化母材,而且也是保证熔化的铝合金在钢表面均匀铺展,与此同时,激光与电弧的复合也能够提高焊接过程的稳定性,实验结果表明,在焊接界面处生成了Fe-Al的金属间化合物层,并且在金属间化合物层中有Si元素的富集,并且该厚度与焊接热输入有关。

大阪大学Murakami和Nakata等人[36]以工业纯铝和冷轧钢板为母材并且以ER4047(AlSi12)作为焊丝对脉冲熔钎焊进行了焊接实验研究,实验结果表明,焊接接头的强度和韧度均较好,其中,焊丝中的Si元素可以有效降低焊丝的熔点,使得熔化的铝及焊丝能够很好地在钢表面进行铺展,而且Si元素的加入可以有效地抑制金属间化合物的生长,使得焊接接头的强度有所提高。

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