铝与低碳钢热轧带接头质量的研究

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1、铝与低碳钢热轧带接头质量的研究摘要在这个研究中，用STW22钢与铝（1350）在不同的预热温度和不同的厚度减小（压下量）对其进行复合。用剥离实验确定其连接强度，实验结果显示，预热温度的上升和塑性变形的增大，连接强度也增大，它也表明，在任何特定的温度下，对于特定的厚度减小，存在一个特定的连接强度值。端口分析表明两种材料的脆性表面有裂纹，这些要点是两种金属之间促进亲密接触和最终连接的原始衬底的挤压区。1.前沿在固态焊接中，两个材料表面通过各自表面的原子形成原子键而连接在一起，用到的压力强度，冷压焊通过金属成型过程完成，比如轧制、挤压、爆炸成型和锻造。在焊接

2、过程中，清洁后的两金属表面在巨大的压力下连接在一起，所以，固体相得连接（冷焊）可以在材料的许多点（位置）发生。轧制（滚焊）是一种对不同金属进行连接的固相焊接过程，是一种广泛使用的制造技术，是铝复合板和钢带生产的最经济和最有生产力的制造工艺。在轧制过程中，采取化学和机械的方法除去表面的污染层是非常重要的。材料表面必须进行适当的清洗和准备以去除有机质和表面氧化物（键和的障碍），脱脂和擦伤产生粗超的和脆性的表面。在轧制过程中它提供了一个更大的表面粗超度和局部剪切变形度，打破阻碍连接的表面氧化膜。对量金属片施加强大的压力，当变形过程中的变形量超过焊接阈值时，两

3、金属片间产生强大的结合力，它通提高轧制温度、压力和轧辊直径来促进焊接在本次调查中，钢带在高温条件下覆铝，复合带材的连接强度和冶金效果通过剥离实验的金相检验来测试。2.实验程序2.1材料的复合方法在这个实验中，退火铝（1350）和低碳钢（22）的厚度分别为0.4mm和1.5mm。实验步骤包括：（1）试样准备，（2）预热处理，（3）两层金属同时滚动。钢带和铝带的制备用丙酮擦拭完成，并在空气中风干。表面用0.9mm直径的不锈钢环刷刷洗。然后测定铝与钢的平均表面粗超度分别为6.85um和1.9um。刮刷操作后，为了防止新的表面的氧化和污染，并保证轧制过程中的对

4、其，粗而脆的工作硬化表面放在一起并铆接。然后，把样品包裹在0.2mm厚的铝箔中转移到烤炉中，样品放在烤炉中预热150分钟，然后两层金属带在承载力维20吨的试验轧机上同时轧制。轧辊直径为150mm，轧制速度为38.5rpm。试样从烤炉中取出到开始轧制时间间隔为10秒。考虑到预热温度和塑性变形对接头质量和铝与钢界面连接强度的影响。铆带卷（铝-钢铆带）分别在200度、250度、300度和400度的预热温度和总厚度减小5%到60%范围的条件下轧制。试样在空气中冷却。2.2剥离实验金属复合带的连接强度根据ASTM-D903-93的剥离实验进行测试。平均剥离力用图

5、1所示的夹紧配置说明进行安装测试。剥离实验使用Zwiek/z250拉伸试验机进行剥离实验。实验中十字头的速率为10mm/min。在剥离实验中。断力是使用图4所示装置来测量。平均不利强度根据公式平均剥离强度=平均负荷/连接宽度（N/mm）图1.剥离试验配置示意图图2.剥离力与剥离距离图样和平均剥离力的计算方法3结果与讨论3.1厚度减小对复合的连接强度的影响图3显示在不同的预热温度下，铝、钢复合带复合层厚度减小对连接强度的影响在铝和钢带的轧制过层中，在同时轧制两条带时由酸洗导致的脆性表面层归因于轧制过程中压力增大的压力方向的改变。因此，一些表面裂纹发生于钢

6、带的表面层。然后，通过这些裂纹下面的金属爆裂出来，新的、干净的、原始的金属表面在防止空气入侵、防止氧化膜图3.在200度、250度、300度和400度的恒定图4、在恒定的厚度减小量为20%、25%、30%、预热温度下总厚度的减小量对连接强度的影响37%时，预热温度对连接强度的影响形成的情况下用高压挤压。因此，这些新的原始的金属的挤压有利于金属与金属、原子与原子的结合。这样，就形成了金属键。金属表面的粘附是有原子间力产生的。为了做到这一点，两个配合表面必须被放在一起到非常近的距离。当两种新的金属表面相互接触时，由机械连接引起的短时间的原子吸引形成原子间的

7、结合现象。扩散焊接是因为需要压力、温度和时间的批量转换而无法继续。通过增加变形量，表面层裂纹的数量增加，因此更多新金属表面聚集在很近的距离从而增加原子与原子间结合的可能性，这增加了连接的强度。这个结果表明随厚度减小量的增加，双金属带的平均剥离强度随之增加，特定温度下在任意的复合层厚度减小量增加，连接强度都上升，直到与铝的连接强度相近在200度、250度、300度、和400度时观察到厚度减小量分别为45%、40%、35%和20%。在比较高的厚度减小的情况下，在剥离实验中观察铝层的撕裂。200度时厚度减小量为47%、51%、58%；250度时为41%、47

8、%、51%；300度时为37%、41%、47%；400度时为22%、25%。在所有情况下，由于