铝-浸铝钢板异种金属cmt连接工艺性能分析

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1、佳木斯大学硕士学位论文摘要CMT焊接因为过程稳定、无飞溅、焊接热输入低等原因被用于铝钢异种金属连接的研究。但由于铝-钢金属间化合物的产生，界面间容易产生裂纹，影响异种接头的使用性能。本研究提出采用1mm厚6061铝合金和SA1C浸铝钢板异种材料进行CMT焊接，研究了焊接工艺参数对焊缝表面成型、气孔分布、接头组织结构及力学性能的影响，同时分析了铝-钢金属间界面层的形成机制。研究了焊接工艺参数即焊接电流和焊接速度对焊接表面成形、焊接接头的组织及力学性能的影响。实验结果表明，焊接速度越小可以使用的有效焊接电流范围越宽，随着焊接速度的增大可用的有效焊接电流范围在逐步

2、的减小。当焊接速度0.75m/min、焊接电流85A、送丝速度5m/min、焊接电压12.6V、焊枪对中时，焊接表面成形最好，焊接接头的力学性能最佳。对接头微观组织形貌及相进行观察分析表明，接头为典型的搭接接头形貌，焊接接头主要分为铝熔合区、焊缝区、界面区、钢母材热影响区四部分。铝熔合区形貌为典型的联生结晶，从熔合线位置沿温度场方向，平行向焊缝中心生长，熔合良好，未观察到明显的焊接缺陷。焊缝区主要由α-Al初晶相和晶间的Al-Si共晶相组成。焊缝区可以看到有气孔生成，可以通过调节焊接电流或焊接速度实施控制。界面层由致密的Fe-Al-Si金属间化合物组成。重点

3、研究了影响接头性能铝焊缝金属与钢板之间界面相组成及形成机制，结果表明，当热输入量过小时，焊缝金属与钢表面不能形成有效的连接。当热输入量过大时，原始的金属间化合物层遭到破坏，并生成新的金属间化合物层，容易产生开裂。只有当热输入适中时，铝-钢金属间化合物层为遭到完全破坏，并阻挡了铝焊缝金属与钢表面溶解的铁元素的互溶，最终保持了均匀原始的金属间化合物的形貌及相组成，为Al、Al0.5Fe3Si0.5、Al0.3Fe3Si0.7三相组成，厚度大约为4-5μm。关键词：铝；浸铝钢板；异种金属连接；CMT焊接；界面层万方数据III佳木斯大学硕士学位论文AbstractA

4、l-steeldissimilarmaterialsjoiningwaswidelyusedbyCMT(coldmetaltransfer)foritsstableprocess,nonsplashandlowheatinput.However,thecreationoftheAl-FeintermetallicbetweentheAlandsteeleasilyleadtothecrackofthejoint.Forresolvingthisproblem，the1mmSA1Cdipaluminumsteelplatewaschosentojointhe1

5、mm6061aluminumplateusingCMTmethod.Theeffectoftheweldingprocessparametersontheweldappearance,porositydistribution,jointstructureandmechanicalpropertieswerestudied.Theformationmechanismoftheinterfaciallayerbetweenaluminumandsteelmetalwereanalyzed.Whenusingsmallerweldingspeed，theavail

6、ableweldingcurrentshouldbeinalargerange.Withtheincreaseofweldingspeed,theavailableeffectiveweldingcurrentrangewasreducedgraduallyinasmallrange.Thebestoptimalparameterswasconcludedthat:theweldingspeed0.75m/min,theweldingcurrentis85A,wirefeedingspeedis5m/min,theweldingvoltage12.6V.Th

7、edissimilarjointconsistsoftheAlfusionzone,weldmetalzone,interlayerzoneandtheheataffectedzoneonthesteelside.TheAlfusionzonebelongtothetypicalcombinedsolidificationandthegrowingdirectionisparalleltotheweldingtemperaturefieldandgrowintotheweldmetal.Thejoiningperformanceisexcellentandn

8、oobviousdefectswereobserve