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Si和Mg对脉冲DE-GMA钎焊铝-钢接头微观组织的影响

2014-12-15

汽车文摘 2014年11期
关键词:钎焊焊丝电镀

Si和Mg对脉冲DE-GMA钎焊铝-钢接头微观组织的影响

刊名:Materials Science and Technology(英)

刊期:2013年第9期

作者:Y.Shi et al

编译:张英才

在汽车工业中,推荐使用铝合金与钢的混合结构以减轻车辆的质量。但钢与铝的连接遇到很大挑战,因为其物理特性、热物理性能有很大差别,且铁在铝中的固溶度接近零,特别容易形成脆性的Fe-Al金属间化合物。开发了许多焊接工艺来连接铝和钢,其中一种工艺为钎焊,在焊接过程中只有铝合金熔化,而钢不熔化。对于在此工艺过程中焊料金属丝的化学成分对铝-钢接头微观组织的影响尚不完全清楚。为此,使用ER4043(Al-Si焊丝)和ER5356(Al-Mg焊丝)来判断焊丝化学成分对铝-钢接头微观组织的影响,焊接方法为脉冲双电极气体保护金属弧钎焊(脉冲DE-GMA钎焊)。通过光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、电子探针和X射线衍射仪进行接头的显微组织、金属间化合物以及相组成的分析。分析发现,在使用Al-Si焊丝时,界面的金属间化合物层是两种化合物的复合,在焊缝一侧为针状FeAl3金属间化合物层,而在电镀钢板一侧则存在Fe2Al5金属间化合物层;当使用Al-Mg焊丝时,Fe2Al5金属间化合物层呈现舌状,其取向朝向电镀钢板,FeAl3金属间化合物层呈锯齿状生长进入焊缝。在脉冲DEGMA钎焊过程中,Al-Si焊丝中的Si包含在Fe-Al-Si金属间化合物之中,而Al-Mg焊丝中的Mg则不参与Fe-Al化合物的形成。Si因降低Fe的扩散速度而阻碍Fe2Al5金属间化合物的形成。在相同的旁路电流条件下,使用Al-Si焊丝的接头强度高于使用Al-Mg焊丝的接头强度。

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