鋁合金A6061與低碳鋼Q235的電阻點(diǎn)焊研究.pdf

1、在汽車輕量化進(jìn)程中，鋁合金與鋼電阻點(diǎn)焊連接具有廣泛的應(yīng)用前景。由于鋁合金的低電阻率、高熱導(dǎo)率導(dǎo)致常規(guī)電阻點(diǎn)焊鋁合金與鋼時(shí)鋁合金一側(cè)存在著產(chǎn)熱少、散熱快等問題，影響了焊點(diǎn)質(zhì)量，限制了其應(yīng)用。為此，本文設(shè)計(jì)并開展了鋁合金與鋼的熱補(bǔ)償法電阻點(diǎn)焊研究，即以空冷自然時(shí)效處理的鋁合金A6061和熱軋態(tài)的低碳鋼 Q235為研究對(duì)象，采用了正交試驗(yàn)方法研究了焊接電流、焊接時(shí)間和電極壓力等工藝參數(shù)對(duì)鋁合金與鋼熱補(bǔ)償電阻點(diǎn)焊接頭性能的影響，在此基礎(chǔ)上對(duì)其點(diǎn)

2、焊接頭區(qū)顯微組織、斷口形貌等進(jìn)行分析，確定了最佳焊接工藝參數(shù)，為鋁合金與鋼的電阻點(diǎn)焊連接提供了新方法。
　　試驗(yàn)結(jié)果表明：焊接電流是影響鋁/鋼電阻點(diǎn)焊接頭性能的主要因素，其對(duì)熔核直徑和接頭抗剪力的影響遠(yuǎn)大于焊接時(shí)間和電極壓力的影響。采用熱補(bǔ)償法電阻點(diǎn)焊鋁合金/鋼時(shí)，焊接電流在10~20kA內(nèi)，增大焊接電流可以顯著提高點(diǎn)焊接頭抗剪力與熔核直徑；焊接電流增大至20kA時(shí)產(chǎn)生噴濺；無噴濺條件下點(diǎn)焊接頭最大抗剪力為4.25kN，對(duì)應(yīng)的焊接

3、條件為：電流 I=17.5kA、電極壓力F=3kN、焊接時(shí)間 t=10cyc。點(diǎn)焊試樣的拉伸時(shí)間-載荷曲線分為單峰和多峰曲線。當(dāng)時(shí)間-載荷曲線為多峰時(shí)，試樣的斷裂方式為紐扣式斷裂，具有較高的抗剪力；當(dāng)時(shí)間-載荷曲線為單峰時(shí)，試樣的斷裂方式為結(jié)合面斷裂。鋁合金/鋼點(diǎn)焊接頭熱影響區(qū)硬度較母材增大，塑韌性降低，是焊點(diǎn)的薄弱環(huán)節(jié)。
　　熱補(bǔ)償法電阻點(diǎn)焊鋁合金/鋼時(shí)，鋁合金熔化，其兩側(cè)的工藝墊片和鋼不熔化。其點(diǎn)焊接頭區(qū)的鋁合金/鋼界面處有反

4、應(yīng)層生成，接頭中心區(qū)域的反應(yīng)層厚度最大，呈舌狀連續(xù)分布，離熔核中心越遠(yuǎn)，反應(yīng)層逐漸變平滑，厚度變薄，由連續(xù)的反應(yīng)層過渡為不連續(xù)分布的反應(yīng)物。焊接電流越大，點(diǎn)焊接頭中心處界面反應(yīng)層厚度越大。反應(yīng)層主要由金屬間化合物 Fe2Al5和FeAl3組成，靠近鋼一側(cè)的金屬間化合物為 Fe2Al5，靠近鋁合金一側(cè)的金屬間化合物是 FeAl3。鋁合金/鋼點(diǎn)焊接頭界面處金屬間化合物層厚度越大，單位面積的抗剪力越低。熱補(bǔ)償法電阻點(diǎn)焊鋁合金/鋼時(shí)，出現(xiàn)了如氣