铝-浸铝钢板异种金属连接CMT焊接工艺研究

渡） ， 同传统的熔化极气体保 护焊 （ Ｇ Ｍ Ａ Ｗ） 相 比金 属过渡温度更低 ， 能够有效抑制金属间化合物的产
生． 由于浸铝钢板的浸铝层与铝焊缝金属的熔合性 好； 同时浸铝钢板 中浸铝层与钢板基体之间已形成 薄金 属 间化合物 层 ， 其 在 焊接 过程 中对 铝 与钢 的混 合能起到天然的屏 障作用 ， 因此采 用 Ｃ Ｍ Ｔ技术对
Ｓ Ａ１ Ｃ ０ ． ０ ４ ０ ０ ． ２ ５ ０ 微量
０ ． ０ ２ １ ０ ． ０ ２ ３ ０ ． ０ ５ ０
的加大 ， 焊缝的宽度增加 ， 焊缝余高升高． 焊接电流 为８ ５ Ａ时 ， 焊宽最大为 ９ ． ０ ｍ ｍ， 余高 最 高 为 １ ．
７ ｍｍ． 通过 反 面观 察 可 以判定 焊 接 电流 越 大 ， 焊 缝
另外 过大 的热输入 显 然会 影 响到铝 钢界 面 ， 以上 三 组 热输人 比较 大 ， 因此 为 减 小 热 输 人 ， 可 以通 过提 高焊 接速 度加 以解 决 ．
２ 实 验 结果 及 分析
２ ． １ 不 同焊接 电流对 焊缝 形 貌 的影 响
２ ． １ ． ２ 焊接速度相 同为 ０ ． ７ ５ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ 时， 焊接 电流 不同对焊缝形貌影 响， 实验参数如表 ４
表 １和表 ２ ．
本 文采 用 Ｃ ＭＴ技术对 浸 铝钢 板 一铝 板进 行 连 表 １ 铝 合金 的化 学成 分
（ ｗ ｔ ． ％）
表 ２ 浸铝 钢板 基材 化学 成分
牌 号 Ｃ Ｍｎ Ｓ ｉ Ｐ
（ ｗ ｔ ． ％）
Ｓ Ａ Ｉ
的． 这 种现 象属 于 正 常 的薄 板 焊接 工 艺 缺欠 ， 可 以 通过外 加 引弧板 和 收弧 板加 以解 决 ． 随着焊接 电流
表 ４ 接速 度 ０ ． ７ ５ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ ， 电流 不 同工艺参数
２ ． １ ． １ 焊 接 速 度 相 同为 ０ ． ５ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ时 ， 焊 接 电 流
不同对焊缝形貌影响， 实验参数如表 ３ ． 表 ３ 焊接速 度 ０ ． ５ ｍ ／ ｍｉ ｎ ， 电流 不 同工艺 参数
影 响规律 ．
热输入越大． 较大的焊宽 ， 会引发焊缝纵 向收缩力
的增加 ， 从而造成薄板变形过大． 过大 的余高会使
整个焊接接头在承受动载时 ， 寿命降低 ． 对于搭接
接头决定计算厚度 ， 以上三组参数的焊缝计算厚度 差 别不 大 ， 为节省 能 源 ， 所 以此时 可 以采 用低 电流．
浸铝 钢板 一铝板 进 行 连 接是 一个 具 有 可 行 性 的 新
研究 ．
参数且具有优 良的力学性能．
１ 实验 材 料 及 方 法
焊接 材 质选 择厚 度 为 １ ｍ ｍ 的铝 合金 板 ６ ０ ６ １ ． 浸 铝钢 板 Ｓ Ａ １ Ｃ镀 铝 层 厚 度 为 ２ Ｏ一 ３ Ｏ ｍ， 镀 层 为 Ａ ｌ — Ｓ ｉ 合金 ， 其 中含 铝 的质量 分 数 为 ９ ４ ． ２ ％， 含Ｓ ｉ 的质 量 分 数 为 ５ ． ８ ％． 焊 丝选 用 １ ． ２ ｍ ｍ 直 径 的 ４ ０ ４ ３ （ Ａ １ Ｓ ｉ ） ， 材 料 的 化 学成 分 （ 质 量 百分 比 ） 见下
第 １期
吴
丹， 等： 铝 一浸铝 钢板 异种金 属 连接 Ｃ ＭＴ焊接 工 艺研 究
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Hale Waihona Puke 物， 降低 了焊 接接 头 的性 能 ． Ｃ Ｍ Ｔ是 ｃ ｏ ｌ ｄ ｍ ｅ ｔ ａ ｌ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｅ ｒ的 缩 写 （ 冷 金 属 过
接， 通过改变焊接速度和焊接电流两个参数 ， 观察 对 焊缝 成形 的影 响 ， 并 最终获 得一 个好 的成形 工艺
由图 ２ 可见 ， 在 电流不同， 焊接速度提高为 ０ ． ７ ５ ｍ ／
由图 １ 可见 ， 在焊接 电流不 同， 焊接速度为 ０ ． ５ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ的情况下 ， 焊缝整体上都有起 弧处成形效 果不好 ， 收弧处有弧坑两种现 象存在． 这主要是 由 于起弧时温度较低 ， 焊丝不能在材料表面很好的铺 展， 而收弧 时焊枪未 做一个短 暂的停 留原 因造成
采用 奥地 利 Ｆ ｒ ｏ ｎ ｉ ｕ ｓ 公 司生产 的 Ｃ ＭＴ ５ ０ ０ ０ ｉ 系
列焊机进行工艺试验 ， 其原理是 当熔滴 即将进人 短路阶段时瞬间将焊丝 回抽 ， 以提高焊接的稳定性 和抑制焊接飞溅． 焊前用丙酮对工件表面进行清洗 去除氧化膜 ， 试样放在卡具上搭接放好 ， 通过调节 焊接电流和焊接速度两个工艺参数获得最佳焊接 工艺 ， 并且获取不同工艺参数对焊缝形貌及性能的
ｍ ｉ ｎ 时， 与速度为 ０ ． ５ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ比较 ， 焊缝的宽度和余 高整体上降低 ， 在焊接 电流为 ８ ５ Ａ时焊缝 的宽度 降为 ７ ． ４ ０ ｍ ｍ， 余高为 ０ ． ７ ２ ａ ｒ ｍ， 从焊缝背面观察判
定焊缝的热输入明显变小 ， 在较低 电流下几乎看不 到热输入 对焊缝 背面有影 响， 如图 ａ ） 和图 ｂ ） 所