纲要：用电阻点焊办法实行了铝合金+铝合金薄板?铝合金+镀锌钢薄板在同种工艺参数下的有效连焊。经历对焊接接洽施行力学功用?显微硬度?金相结构?界面成份的视察和测试，解析点焊接洽造成机理和存在的种种原料题目，同种工艺下铝-铝接洽与铝-镀锌钢接洽比拟，熔核尺寸较小，强度却大不少，从铝-铝点焊接洽金相结构的视察也许看出焊缝和热影响区存在裂纹?未熔合?未绝对合并?未焊透?夹渣和蔼孔等弊端，而铝-镀锌钢接洽中存在的弊端较少。

　　关键词：铝合金；镀锌钢；电阻点焊

　　0引言

　　节能减排逐步成为现今社会 　　1实验办法和材料

　　1.1实验材料

　　本实验中一切效的铝板和镀锌钢板都是珠海市科盈焊接器械有限公司供给的准则铝板材，该材料属于Al-Si-Mg的系铝合金。系铝合金具备强度高?耐蚀性好?耐高温?可塑性强等长处(表1和2)，厚度均为0.9mm，其焊接接洽采取搭接的方法施行焊接。此中实验所用的高低电极均是碳钢镀铜的凸电极，此中电极其面R+=70mm。

　　1.2实验配置

　　实验用焊机是年知名焊机制作商奥地利fronius公司推出的一款新式的电阻点焊机，这类新式的电阻焊机道理特别简朴，在工件和电极之间增多一条电极带，焊接时电极压住电极带，每焊完一个点，电极带主动转到下一个场所，每个焊点都是“崭新的”电极焊接，如许也许保证电极和工件的来往表面老是洁净的。

　　1.3实验办法

　　实验采选的焊接参数为焊接电流15kA?电极压力4kN，焊接功夫ms，此组焊接参数的采选是经历屡次的焊接实验?解析?归纳而定的，一最先先开端选定焊接功夫和电极压力，而后调治焊接电流，在选定焊接电流巨细的5%高低调治，实验早期由于采选的焊接压力较小，焊接的历程中致使飞溅较大，当电极压力增大到确定水平时电极带和电极之间呈现黏连，乃至呈现电极?电极带?焊件三者黏连在一同，因而需求恰当升高电极压力，对焊后的焊接接洽采取手撕的方法来感觉其强度，用游标卡尺对扯开的焊接接洽施行熔核尺寸测定，直到焊接熔核到达5。5mm时，焊接强度较高。

　　2实验了局与解析

　　在采选的焊接参数下别离对铝板和铝板；铝板与镀锌钢板焊接3组所得点焊接洽功用如表3所示。为了便利纪录将铝-铝接洽编号为1，2，3；铝-镀锌钢焊接接洽编号为镀1，镀2，镀3。

　　在上述焊接参数下所获得的铝-铝?铝-镀锌钢的熔核直径的匀称尺寸别离为5.17，6.63mm；焊接接洽的匀称拉剪力别离为2.07，1.51kN。遵循我国对电阻点焊在焊接铝合金时原料磨炼准则HB—，所得的实验数据匀称值绝对切合请求，此中铝合金在室温状况下，1mm的铝合金点焊接洽抗剪力最小值为1.kN。本实验采取的铝合金板为0.9mm，其强度仍大于国标1mm铝合金板的点焊抗剪强度，因而铝-铝焊接接洽的原料较好。此中铝-镀锌钢的熔核直径?抗剪强度绝对切合东风汽车股分有限公司提议的强度准则(表4)。大批的实验钻研声明，点焊接洽的焊接强度与焊接熔核的尺寸有亲昵的相关，为了保证焊接接洽的原料，在确定范畴内必需恰当增大接洽的熔核尺寸，这些均也许经历对焊接参数的调治实行。

　　注：板厚指铝板厚度；拉剪力是母材强度为MPa时焊点的拉剪力，当母材强度大于MPa时，拉剪力参数应为表中数值×母材强度/。

　　从表3和图1中还也许看出，同种工艺下焊接好的铝-铝接洽与铝-镀锌钢接洽比拟，熔核尺寸较小，强度却大不少，因而铝-铝接洽原料要更好?

　　2.1焊接接洽金相结构解析

　　焊接历程中双侧金属快捷加热和冷却，使得焊接接洽各地区(熔合区?热影响区?母材)的结构功用变动很大，每个地区都有自身奇特的金相特色，焊接接洽金相主若是用来钻研焊接接洽的结构功用。

　　由图2也许看出，在铝-铝点焊接洽中焊缝和热影响区存在的弊端有大批的裂纹?未熔合?未绝对合并?未焊透?少数的夹渣和蔼孔。此中裂纹重要存在的形态有横向裂纹?纵向裂纹和弧坑裂纹，很显然这些裂纹都属于热裂纹，由于在点焊的历程中快速加热?而后又霎时冷却，致使个别结构造成偏析?晶粒变大?结构长粗等，而且在焊接的历程中，晶界处的低熔点共晶物简朴溶化，从而致使偏析物招集?晶界液化等，因而这才引发大批的裂纹的造成。此中未熔合?未绝对合并?未焊透是由于焊接参数的采选失当而引发，电流太小和焊接功夫太短等都能引发这些弊端的造成；夹渣和蔼孔有也许是由于焊前焊件表面算帐不绝对?电流巨细不符合等引发的。在铝-镀锌钢点焊接洽也许看出来，铁原子向铝侧分散对比少，而铝侧原子向铁侧产生的偏移较大，这主若是镀锌层的存在和钢处于半溶化状况造成的，由于镀锌层的存在，也许按捺铁向铝中的分散，如许就升高了金属间化合物的造成，升高了焊接接洽的功用；锌做为过渡层，增多了铝在铁上的潮湿性有益于铝原子的铺展，升高了金属间化合物的厚度，升高了焊接接洽的原料。其机理是由于锌的熔点对比低，在确定水平上锌也许与铝造成化合物，如许就也许升高熔池金属的熔点；另一方面，锌的插足致使熔池金属的表面张力升高，加大了熔池金属的活动性。固然锌的插足也有不利的一面，首先焊接参数的取舍范畴升高，由于锌的熔点?硬度?电阻率等都对比低，使得焊接历程中来往电阻升高，电流散布不匀称，影响接洽熔核的造成和尺寸。其次在焊接的历程中，锌原子极易向电极分散与电极造成表面化合金，影响电极的寿命。再次锌原子的插足加大了熔池金属的活动性，使得焊接裂纹和蔼孔的敏锐性增大，升高了焊接接洽原料。不过在本实验焊接参数下焊接的铝-镀锌钢的点焊接洽中造成的裂纹和蔼孔依然对比少的?

　　2.2焊接接洽硬度解析

　　从表5不丑陋出，铝-铝焊缝的硬度变动是从焊缝到热影响区再到母材顺序升高的，焊缝硬度最高，这是由于焊接历程中，焊缝结构峰值温度较高，而后在冷却历程中过热区会产生淬硬及晶粒粗化因而硬度比母材略高，但出入不大。铝-镀锌钢焊缝的显微硬度为.1HV，铝侧母材部份为73.4HV，钢侧母材部份为.3HV，铝侧部份热影响区为84.3HV，钢侧部份热影响区的显微硬度为HV。铝侧部份从母材到热影响区再到焊缝场所硬度一次增多，其解析起源和铝-铝焊缝相同；钢侧部份从母材到热影响区再到焊缝场所显微硬度变动不是很显然，其起源有也许是焊接的历程中钢侧部份溶化不绝对的了局。

　　2.3焊接接洽的界面成份解析

　　由于钢和铝的熔点?热导率?密度?线膨胀系数?电阻率等物理功用出入很大，而且两者的固溶度也特别低，是以，在铝-镀锌钢的电阻点焊历程中极易造成界面能激发焊策应力；在界面处生成脆性的金属间化合物，这些都将影响点焊接洽的原料。为了断定焊接接洽内部的成份，哄骗JSM-∕LV型扫描电镜(带有能谱仪EDAX)应付视察焊接接洽施行元素线扫描和点扫描。从图3也许看出，铝是溶化的，而钢是处于半溶化状况的，如许就利于铝原子在钢表面的铺展。跟着铝元素向钢种分散，当原子分数比到达确定水平时生成了极脆金属间化合物，由于金属间化合物的存在严峻影响焊接接洽原料，因而应尽也许升高其含量，从图3中可看诞生成金属间化合物的厚度不高出2μm，图3中各元素分部弧线中并没有锌原子，这有也许是钢表面锌镀层的厚度极低，而且在点焊时焊接地区温度突然抬高，而锌的熔点较低被挥发的来由。

　　3论断

　　(1)经历对点焊接洽熔核尺寸的丈量?剪切强度的测定，铝-铝?铝-镀锌钢的熔核直径的匀称尺寸别离为5.17，6.63mm；焊接接洽的匀称拉剪力别离为2.07，1.51kN，所得的各实验数据匀称值绝对切合国度和东风汽车股分有限公司的请求，同种工艺下焊接好的铝-铝接洽与铝-镀锌钢接洽比拟，熔核尺寸较小，强度却大不少，因而铝-铝接洽原料更好。

　　(2)焊缝和热影响区存在的弊端有大批的裂纹?未熔合?未绝对合并?未焊透?少数的夹渣和蔼孔。此中裂纹重要存在的形态有横向裂纹?纵向裂纹和弧坑裂纹，这些裂纹都属于热裂纹；铁原子向铝侧分散对比少，而铝侧原子向铁侧产生的偏移较大，这主若是镀锌层的存在和钢处于半溶化状况的来由。

　　(3)铝-铝焊缝的硬度变动是从焊缝到热影响区再到母材顺序升高的，焊缝硬度最高，这是由于焊接历程中，焊缝结构峰值温度较高，而后在冷却历程中过热区会产生淬硬及晶粒粗化因而硬度比母材略高，但出入不大。关于铝-镀锌钢焊缝，铝侧部份从母材到热影响区再到焊缝场所硬度一次增多，钢侧部份从母材到热影响区再到焊缝场所显微硬度变动不是很显然。

　　(4)铝是溶化的，而钢处于半溶化状况，跟着铝元素向钢种分散，当原子分数比到达确定水平时生成了极脆的金属间化合物，生成金属间化合物的厚度不高出2μm，由于金属间化合物的存在严峻影响焊接接洽原料，因而应尽也许升高其含量。

滥觞：华夏汽车材料网编纂整顿

做家：陈思杰，武守辉，潘丽杰

(河南理工大学材料科学与工程学院)

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