7075铝合金薄板点焊新工艺方法的研究
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制是通过 铆钉与母 材之间在 电极压 力与热 能的综合 作用下形 成 固相连 接从而 连接上 下板材 ， 采用 新工 艺方法焊 接接头 的焊接质 量较点焊 好 ，没 有明显 的裂纹和 气孔 ，这 也是 它抗 拉剪强 度 高的主要原 因。 关键词 ：７ ０ ７ ５ ｛ ￣ 合 金 ；点焊新工艺
０ 引言
随着 航 空 工 业 的不 断 发 展 ， 对材 料 的 疲 劳 和 断 裂 性 能 的要 求 越 来越 高 ，高 纯化 是保 证 这 些 性 能 的 有 效措 施 。７ ０ ７ ５铝合 金 通 过 对铁 和 硅 等 杂 质
新 工 艺 方 法 进 行焊 接 ，即 先对 ７ ０ ７ ５ 铝 合 金 薄 板 用
接 或 点 焊 的方 法 。但 铆 接 的强 度往 往 低于 点 焊 。 同时 这 种 超 硬 铝 合 金 焊 接 性 较 差 ，焊 接过 程 中 易 产 生 气 孔 ，易变 形 ， 熔 池 周 围形 成 陷 坑 ， 影 响焊 接 质 量 ，这 些 都 限 制 了７ ０ ７ ５高 强 铝 合 金 的 进 一 步 应 用 。针 对 这 种 超硬 铝合 金 的焊 接 ， 国 内外 进 行 了大 量 研 究 ，但 大 多集 中在 搅 拌 摩 擦 焊 领 域 ，对 于 传 统 的 点 焊 ，铆 接 等 方 法 研 究 较 少 。本 文 拟 对
直径３ ｍｍ铝铆 钉 进 行 铆 接 ，然 后 在 铆 点 处 进 行 点
焊 ，并 对 其 焊 接 接 头 的力 学 性 能 和 微 观 组 织 进 行 测试 和 分 析 ， 为 类似 ７ ０ ７ ５ 铝 合 金 的 超 硬 铝 合 金 的 焊 接 提供 一种 新 的思 路 和方法 。
元 素 的控 制 ，从 而提 高 其 疲 劳 和 断裂 等性 能 ， 因
此７ ０ ７ ５铝 合金 强 度 高 、 塑性 好 ，广泛 用 于 航 空 领
域 ，可 制 造 各 种 类 型 飞 机 的主 要 受 力 构 件 ， 如 蒙 皮 、隔框 、翼 肋、翼梁 、骨架 等零部 件¨ 。 对 于 这 种 高 强 度 铝合 金 薄 板 焊 接 ， 电 阻 点焊 、冲 压 铆
收稿 日期：２ ０ １ ３ － ０ ： ３ — ２ ０
作者简介：罗宇璨 （ １ ９ ９ ０一），男，Ｎ） ｌ １ 人 ，在读硕士 ，主要从事 电阻点焊工艺方面的研究 。 第３ ５ 卷 第６ 期 ２ ０ １ ３ — ０ ６ （ Ｉ － ） ［ １ ２ ９ １
中图分 类号 ：Ｔ Ｈ １ ３ １
文wk.baidu.com标识码 ：Ａ
文章编号 ：１ ０ ０ ９ － ０ １ ３ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ｏ ６ （ 上） 一 ０ １ ２ ９ — ０ ３
Ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ Ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ９ － ０ １ ３ ４ ． ２ ０ １ ３ ． ｏ ６ （Ｉ － ） ． ３ ９
接 、铆 接 和 自钻 孔 紧 固 是迄 今 为 止所 采 用 的 主 要
１ 实验材料及 过程
实验 用材 为Ｔ ４态７ ０ ７ ５铝 合金 薄板 ，其化 学成 分如表１ 所示。
表１ ７ ０ ７ ５ 铝合金 化学成分（ 质 量分数，％）
方 法 ，对 于 连 接 强 度要 求高 的地 方一 般 都 采 用 铆
务Ｉ
訇 似
７ ０ ７ ５ 铝合 金薄板点焊新 工艺方法 的研究
Ｒｅ ｓｅａｒ ｃｈ ｏｎ ａ ｎｅ ｗ ｗ ｅｌ ｄｉ ｎｇ ｐｒ ｏｃｅｓ ｓ ｍ ｅｔ ｈｏｄｓ ｏｆ ７Ｏ７５ ａｌ ｕｍ ｉ ｎｕｍ ａｌ ｌ ｏ ｙ ｓｈｅｅｔ ｓ
罗宇璨’ ，陆云鹏 ，罗 震 。 ，段 瑞 。 ，李 洋 。
其ｏ ｂ ：４ ８ ７ ＭＰ ａ ，Ｏ ｏ ． ２ ＝４ ２ ０ ＭＰ ａ ， ６＝ ９ ． ５ ％。 焊接 试件 尺寸为 １ ０ ０ ｍｍ ×３ ０ ｍｍ Ｘ ｌ ｍｍ￣ ｌ ｌ 图ｌ 所
示 。首 先对 焊 接 试件 进 行 同板 搭 接铆 接 ，如 图２ 所
示 ，其 中搭 接 部分 长度 为３ ０ ｍｍ。
Ｌ ＵＯ Ｙｕ ． ｃ ａ ｎ。 ，Ｌ Ｕ Ｙｕ ｎ ． ｐ ｅ ｎ ｇ ，Ｌ ＵＯ Ｚｈ ｅ ｎ。 ，ＤＵＡＮ Ｒｕ ｉ ，Ｌ Ｉ Ｙ ａｎ ｇ。
（ １ ． 天津大学 材料科 学与工程学院 ，天津 ３ ０ ０ ０ ７ ２ ；２ ． 首都航天机械公 司，北 京 １ ０ ０ ０ ７ ６ ） 摘 要 ：采用一种新的点焊工 艺方法 对７ ０ ７ ５ 铝合金薄板进行焊接 ，即先对板材 用直径３ ｍ ｍ ￣ｊ １ ］ 钉进行铆 接 ，然后 在铆钉处 进行点焊 。通过 对比新 工艺方法 与传统 点焊和铆 接方法焊 接的接 头质量 ， 以及对它们 的接头 进行宏观微 观分析 。我们 发现采用 新工 艺方 法进行 焊接的 ７ ０ ７ ５ 铝合 金薄板 的拉伸强度 高于 同参数下焊 接的点 焊试件 ，同时 它的强度是 铆接 强度的两倍 。它 的接头断裂 模 式类似于纽扣 断裂。 ． 通过宏观和微观 分析 ，我们 认为采用新 工艺方法焊接 的板 材的连接机
所 用 铆 机 为 上 海 格 路 泊 机 械 设 备 有 限 公 司 生
产Ｊ Ｚ Ｘ Ｍ— ｌ ０ 气压铆机，铆钉为直径３ ｍ ｍ ５ 系列铝铆
钉 ，预 钻孔 直 径为 ３ ． ２ ｍｍ。对 铝合 金表 面 进行 去氧
７ ０ ７ ５ 铝 合 金薄 板 采 用 一种 基 于 点焊 基 础 上 改 进 的
０ 引言
随着 航 空 工 业 的不 断 发 展 ， 对材 料 的 疲 劳 和 断 裂 性 能 的要 求 越 来越 高 ，高 纯化 是保 证 这 些 性 能 的 有 效措 施 。７ ０ ７ ５铝合 金 通 过 对铁 和 硅 等 杂 质
新 工 艺 方 法 进 行焊 接 ，即 先对 ７ ０ ７ ５ 铝 合 金 薄 板 用
接 或 点 焊 的方 法 。但 铆 接 的强 度往 往 低于 点 焊 。 同时 这 种 超 硬 铝 合 金 焊 接 性 较 差 ，焊 接过 程 中 易 产 生 气 孔 ，易变 形 ， 熔 池 周 围形 成 陷 坑 ， 影 响焊 接 质 量 ，这 些 都 限 制 了７ ０ ７ ５高 强 铝 合 金 的 进 一 步 应 用 。针 对 这 种 超硬 铝合 金 的焊 接 ， 国 内外 进 行 了大 量 研 究 ，但 大 多集 中在 搅 拌 摩 擦 焊 领 域 ，对 于 传 统 的 点 焊 ，铆 接 等 方 法 研 究 较 少 。本 文 拟 对
直径３ ｍｍ铝铆 钉 进 行 铆 接 ，然 后 在 铆 点 处 进 行 点
焊 ，并 对 其 焊 接 接 头 的力 学 性 能 和 微 观 组 织 进 行 测试 和 分 析 ， 为 类似 ７ ０ ７ ５ 铝 合 金 的 超 硬 铝 合 金 的 焊 接 提供 一种 新 的思 路 和方法 。
元 素 的控 制 ，从 而提 高 其 疲 劳 和 断裂 等性 能 ， 因
此７ ０ ７ ５铝 合金 强 度 高 、 塑性 好 ，广泛 用 于 航 空 领
域 ，可 制 造 各 种 类 型 飞 机 的主 要 受 力 构 件 ， 如 蒙 皮 、隔框 、翼 肋、翼梁 、骨架 等零部 件¨ 。 对 于 这 种 高 强 度 铝合 金 薄 板 焊 接 ， 电 阻 点焊 、冲 压 铆
收稿 日期：２ ０ １ ３ － ０ ： ３ — ２ ０
作者简介：罗宇璨 （ １ ９ ９ ０一），男，Ｎ） ｌ １ 人 ，在读硕士 ，主要从事 电阻点焊工艺方面的研究 。 第３ ５ 卷 第６ 期 ２ ０ １ ３ — ０ ６ （ Ｉ － ） ［ １ ２ ９ １
中图分 类号 ：Ｔ Ｈ １ ３ １
文wk.baidu.com标识码 ：Ａ
文章编号 ：１ ０ ０ ９ － ０ １ ３ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ｏ ６ （ 上） 一 ０ １ ２ ９ — ０ ３
Ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ Ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ９ － ０ １ ３ ４ ． ２ ０ １ ３ ． ｏ ６ （Ｉ － ） ． ３ ９
接 、铆 接 和 自钻 孔 紧 固 是迄 今 为 止所 采 用 的 主 要
１ 实验材料及 过程
实验 用材 为Ｔ ４态７ ０ ７ ５铝 合金 薄板 ，其化 学成 分如表１ 所示。
表１ ７ ０ ７ ５ 铝合金 化学成分（ 质 量分数，％）
方 法 ，对 于 连 接 强 度要 求高 的地 方一 般 都 采 用 铆
务Ｉ
訇 似
７ ０ ７ ５ 铝合 金薄板点焊新 工艺方法 的研究
Ｒｅ ｓｅａｒ ｃｈ ｏｎ ａ ｎｅ ｗ ｗ ｅｌ ｄｉ ｎｇ ｐｒ ｏｃｅｓ ｓ ｍ ｅｔ ｈｏｄｓ ｏｆ ７Ｏ７５ ａｌ ｕｍ ｉ ｎｕｍ ａｌ ｌ ｏ ｙ ｓｈｅｅｔ ｓ
罗宇璨’ ，陆云鹏 ，罗 震 。 ，段 瑞 。 ，李 洋 。
其ｏ ｂ ：４ ８ ７ ＭＰ ａ ，Ｏ ｏ ． ２ ＝４ ２ ０ ＭＰ ａ ， ６＝ ９ ． ５ ％。 焊接 试件 尺寸为 １ ０ ０ ｍｍ ×３ ０ ｍｍ Ｘ ｌ ｍｍ￣ ｌ ｌ 图ｌ 所
示 。首 先对 焊 接 试件 进 行 同板 搭 接铆 接 ，如 图２ 所
示 ，其 中搭 接 部分 长度 为３ ０ ｍｍ。
Ｌ ＵＯ Ｙｕ ． ｃ ａ ｎ。 ，Ｌ Ｕ Ｙｕ ｎ ． ｐ ｅ ｎ ｇ ，Ｌ ＵＯ Ｚｈ ｅ ｎ。 ，ＤＵＡＮ Ｒｕ ｉ ，Ｌ Ｉ Ｙ ａｎ ｇ。
（ １ ． 天津大学 材料科 学与工程学院 ，天津 ３ ０ ０ ０ ７ ２ ；２ ． 首都航天机械公 司，北 京 １ ０ ０ ０ ７ ６ ） 摘 要 ：采用一种新的点焊工 艺方法 对７ ０ ７ ５ 铝合金薄板进行焊接 ，即先对板材 用直径３ ｍ ｍ ￣ｊ １ ］ 钉进行铆 接 ，然后 在铆钉处 进行点焊 。通过 对比新 工艺方法 与传统 点焊和铆 接方法焊 接的接 头质量 ， 以及对它们 的接头 进行宏观微 观分析 。我们 发现采用 新工 艺方 法进行 焊接的 ７ ０ ７ ５ 铝合 金薄板 的拉伸强度 高于 同参数下焊 接的点 焊试件 ，同时 它的强度是 铆接 强度的两倍 。它 的接头断裂 模 式类似于纽扣 断裂。 ． 通过宏观和微观 分析 ，我们 认为采用新 工艺方法焊接 的板 材的连接机
所 用 铆 机 为 上 海 格 路 泊 机 械 设 备 有 限 公 司 生
产Ｊ Ｚ Ｘ Ｍ— ｌ ０ 气压铆机，铆钉为直径３ ｍ ｍ ５ 系列铝铆
钉 ，预 钻孔 直 径为 ３ ． ２ ｍｍ。对 铝合 金表 面 进行 去氧
７ ０ ７ ５ 铝 合 金薄 板 采 用 一种 基 于 点焊 基 础 上 改 进 的