基于金属流动原理的3层异种金属点焊



基于金属流动原理的3层异种金属点焊

刊名：轻金属溶接（日）

刊期：2014年第12期

作者：坂村勝等

编译：郝长文

汽车的轻量化措施之一是采用铝合金和钢的混合结构。本文研究将Friction Anchor焊接方法用于铝合金/钢/钢3层异种金属的焊接。观察焊接后的混合金属结构件的断面，对接合强度进行评价。对接合时试验件的温度变化和接合工具压入试件的过程进行测定。

试验采用板厚1.0mm的铝合金板（A5052）和板厚分别为0.6mm和1.0mm的冷轧钢板（SPCC）。介绍上述3种试验材料的化学成分和金相组织，以及Friction Anchor焊接技术。

对3层重叠接头的试件，tjh et用回转的球面接合工具压入下钢板上，实施点接合（Friction Anchor Welding）。试验研究结果如下。

（1）接合工具的压入量>1.4mm时，采用过去的摩擦搅拌点焊法对3层重叠接头焊接较困难，而采用Friction Anchor方法可较容易地进行焊接。

（2）在突起部侧面的铝合金与钢的接合界面上形成2～3μm金属间化合物层。由于突起部的投锚效果（Anchor），因此可以达到剪切拉伸强度约3.8kN/点、十字拉伸强度约2.5kN/点。

（3）随接合工具压入量的增加，拉伸剪切强度和十字拉伸强度均出现上升趋势。但接合工具的压入量＞2.2mm后，在铝合金内形成的钢突的前端与铝合金发生剥离，引起裂纹。拉伸剪切强度和十字拉伸强度产生下降倾向。

（4）回转的接合工具压入试件。①随压入量上升，垂直负荷急剧上升；②垂直负荷一定时，压入量和试件的温度缓慢上升；③随压入件的快速上升，试件的温度急剧上升，而垂直负荷降低；④达到设定的压入量，试件温度微增。此外，焊接接合部近边最高温度约900℃，与铝合金/钢的双层重叠焊接接头情况相似。