铝合金/钢的点连接技术研究现状

在汽车轻量化这一战略课题下,以铝代钢被认为是减轻汽车质量的有效手段.随着铝合金等轻质材料在汽车车身中应用场景增多,导致铝合金/钢异种材料的连接不可避免.而点连接技术在汽车生产领域应用十分广泛.因此本文对国内外研究人员近些年来在铝/钢点连接技术上的研究进展进行了综述.介绍了各种常见的连接方法的技术特点,对技术的应用性进行了评述和分析.同时对各种点连接技术未来发展进行了探讨.     

铝合金与钢的电阻凸塞焊

采用电阻凸塞焊新方法对A6061铝合金和Q235低碳钢进行焊接,观测了接头微观形貌并检测了接头特征区域的化学成分,对接头的力学性能进行了测试。结果表明:在电阻凸塞焊中,以钢/钢同种材料界面取代铝/钢异种材料界面实现了接头的可靠连接,避免了在焊接接头产生较多脆性的金属间化合物。与普通点焊的接头相比,电阻凸塞焊接头的力学性能有明显的提升;工艺孔直径为10.0 mm时,接头最大抗剪力达到6.28 kN,接头断裂属于塑性断裂。对于铝合金/钢异种材料的连接,电阻凸塞焊是一种有效的工艺方法。     

铜/铝固态界面金属间化合物的生长行为

在573～773 K温度范围内对铜铝冷轧复合板进行退火处理。观察、分析了铜铝固态界面金属间化合物的演变行为,从扩散动力学的角度分析了界面相的形成机制和长大机制。结果表明:退火处理后试样界面反应层由靠近Al侧的Al_2Cu、靠近Cu侧的Al_4Cu_9以及处于二者之间的AlCu三层金属间化合物构成,其形成序列为Al_2Cu、Al_4Cu_9、AlCu;界面金属间化合物生长控制机制由前期的反应控制和后期的扩散控制两部分构成;退火温度越高,反应机制控制阶段终了时间越早。     

基于铆钉辅助的铝合金/钢电阻点焊接头的组织与性能

为提高铝合金/钢接头强度,在电阻点焊中引入一个具有端帽的钢制铆钉。改变铆钉腿径、焊接电流等参数对铝合金/钢进行焊接,观察并分析了其焊接接头各区域微观结构,探讨了焊接条件对接头性能的影响。结果表明：当采用的铆钉腿径为8 mm,焊接电流为14 kA时,接头的抗剪载荷和十字抗拉载荷分别达到6.31 kN和4.10 kN。在具有端帽的铆钉辅助下,对铝合金A6061与低碳钢Q235进行点焊可获得性能较高的接头。     

基于Ni中间层的钛与不锈钢电阻点焊

以100μm厚的Ni箔为中间层对钛与不锈钢进行了电阻点焊,观察并分析了接头熔核区域的组织特征,研究了焊接参数对Ti/Ni/SUS304接头熔核尺寸和抗剪力的影响。结果表明:在熔核端部外侧界面区Ti侧形成了(α-Ti)和Ti_2Ni相,靠近Ni侧形成了Ti Ni化合物;而在熔核区域的Ti侧、不锈钢侧和熔核内部分别观察到了(α-Ti)+TiFe层、(Fe)+TiFe_2层和TiFe+TiFe_2混合物;焊接接头的抗剪力随焊接电流、焊接时间、电极压力的增大呈先增大后降低的变化趋势,所得接头最大抗剪力约为5.62 kN。