铝合金板焊接工艺试验验证浅析(下)

作者:郭鑫; 刊名:汽车工艺师 上传者:周宝艳

【摘要】本文从对汽车用铝合金板焊接工艺试验验证研究出发,运用多种焊接方法对多种不同材料组合(铝/钢)板材样片进行焊接试验,并进行较为细致的焊接质量、强度分析。对汽车用铝合金板焊接工艺技术做出了初步探索,为集团公司整车结构轻量化和节能降耗方面做出有益尝试及技术积累。

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对于1mm厚Novelist AC 170 PX铝合金板/1.2mm厚镀锌钢板MIG搭接焊,采用ER4047焊丝获得的接头抗拉强度最高为185MPa,达到铝合金母材强度的87%;采用ER4043焊丝获得的接头抗拉强度最高为189M P a,达到铝合金母材强度的89%;采用ER5356焊丝获得的接头抗拉强度最高为157MPa,达到铝合金母材强度的74%。对于1.5mm厚Aleris Superlite200 ST铝合金板/1.2mm厚镀锌钢板MIG搭接焊,采用ER4047焊丝获得的接头抗拉强度最高为137MPa,达到铝合金母材强度的68%;采用ER4043焊丝获得的接头抗拉强度最高为148MPa,达到铝合金母材强度的73%;采用ER5356焊丝获得的接头抗拉强度最高为77MPa,达到铝合金母材强度的38%。采用ER4043和ER4047焊丝获得的1mm厚Novelist AC 170 PX铝合金板/1.2mm厚镀锌钢板和1.5mm厚AlerisSuperlite 200 ST铝合金板/1.2mm厚镀锌钢板异质材料MIG搭接焊接头拉伸强度较高,断裂位置主要为焊缝(断裂曲线,见图18)。而采用ER5356焊丝获得的MIG搭接接头拉伸强度相对较低,断裂位置主要为界面层,是因为铝合金和钢在高温时容易结合生成FeAl3和Fe2Al5金属间化合物,这两种金属间化合物脆而硬,而且异质金属焊接接头中残余应力较大,因此铝合金/钢异质金属MIG焊接接头的韧性较差。完成1mm厚Novelist AC 170 PX铝合金板/1mm厚ST13钢板、1.5mm厚Aleris Superlite 200 ST铝合金板/1mm厚ST13钢板MIG搭接焊后,从每个□中国第一汽车集团股份有限公司/郭鑫焊接接头中垂直于焊缝切取3个试样进行室温拉伸测试,所得拉伸曲线分别如图19和图20所示,拉伸断裂照片如图21和图22所示,焊接工艺参数及对应的拉伸试验结果见表6。对于1mm厚Novelist AC 170 PX铝合金板/1mm厚ST13钢板MIG搭接焊,采用ER4047实芯焊丝获得的接头抗拉强度最高为107MPa,达到铝合金母材强度的50%。对于1.5mm厚Aleris Superlite200 ST铝合金板/1.0mm厚ST13钢板MIG搭接焊,采用ER4047实芯焊丝获得的接头抗拉强度最高为70M P a,达到铝合金母材强度的35%。1mm厚Novelist AC 170 PX铝合金板/1.0mm厚ST13钢板、1.5mm厚Aleris Superlite 200 ST铝合金板/1.0m m厚S T13钢板异质材料M I G搭接焊接头拉伸试验时的延伸率较低,主要是因为铝合金和钢润湿性不好,且在高温时容易结合生成FeAl3和Fe2Al5金属间化合物,这两种金属间化合物脆而硬,而且异质金属焊接接头中残余应力较大,因此铝合金/钢异质金属MIG焊接接头的韧性较差。(3)金相组织。从1. 0 m m厚Novelist AC 170 PX铝合金板/1.2mm厚镀锌钢板、1.5mm厚AlerisSuperlite 200 ST铝合金板/1.2mm厚镀锌钢板MIG搭接焊接头上,垂直于焊缝方向切取试样,在金相试样磨抛机上进行粗磨、精磨和抛光,进行金相分析。接头形貌分别见图23和图24。铝合金板边缘处的母材与铝合金焊丝一起熔化后,在镀锌钢板表图19 Aleris Superlite 200 ST铝合金板/ST13钢板MIG搭接焊接头拉伸断裂曲线图20 Novelist AC 170 PX铝合金板/ST1

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