鋼_鋁CMT熔—釬焊焊接工藝研究

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1、學校代碼10459學號或申請?zhí)?01522192524密級專業(yè)碩士學位論文鋼/鋁CMT熔-釬焊焊接工藝研究作者姓名：鄭雯雯導師姓名：湯文博副教授張修冰高工專業(yè)名稱：材料工程培養(yǎng)院系：材料科學與工程學院完成時間：2018年4月AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterResearchofProcessonCMTofAluminum/SteelByWenwenZhengSupervisor:AssociateProf.WenboTangSeniorengineer.XiubingZhangM

2、aterialsScienceSchoolofMaterialsScienceandEngineeringApril,2018摘要摘要鋁及鋁合金/低碳鋼復合結構具有質(zhì)量輕、強度高、導熱導電性良好的優(yōu)點，工業(yè)應用廣泛。電弧焊的冷金屬過渡（CMT）技術有效地控制了熔滴過渡和熱輸入，具有焊接熱輸入低、無飛濺等特點，使得鋼鋁異種金屬的直接電弧焊接成為可能?，F(xiàn)今在鋼鋁異種金屬焊接上使用CMT熔-釬焊技術多為鋁及鋁合金薄板和鋼板的之間的焊接，并且多采用搭接的方式進行焊接，幾乎沒有涉及厚鋼板和鋁板間的焊接。使用CMT熔-釬焊技術對厚鋼板和鋁板進行對接焊接實驗，研究鋼鋁異種

3、金屬焊接接頭形成機理，具有工程應用價值和理論意義。本文選用6mm厚的Q235鋼板和1mm厚的1060鋁軟帶進行CMT熔-釬焊實驗，研究焊接工藝參數(shù)對CMT電弧釬焊的釬料潤濕性、焊縫宏觀形貌、焊接接頭力學性能和微觀組織的影響，分析了鋼/鋁CMT熔-釬焊和鋼/鋁爆炸焊焊接接頭的形成機理，獲得了良好的鋼/鋁CMT熔-釬焊焊接效果，并在鋁電解槽上開始試用。研究結果表明，在焊接6mm厚的Q235鋼板和4片1mm厚的1060鋁軟帶時，在鋼板表面涂覆改良釬劑（Noclock:K2SiF6:Sn:Zn=11:1:4:4），使用ER4043焊絲，焊接電流80A，弧長修正值0，

4、焊接速度600mm/min時，釬料潤濕性合適，可以得到成形良好和力學性能滿意的焊接接頭，其抗拉強度可以達到79.38MPa，此時鋼/鋁界面形成的鐵鋁金屬間化合物為FeAl3、FeAl2、Fe2Al5等，它的厚度在3~7μm之間。鋼/鋁CMT熔-釬焊焊接接頭的抗拉強度在常溫和300℃時均達到純鋁抗拉強度60%以上的既定目標要求。在不受力或受力很小的工況條件下，使用鋼/鋁CMT熔-釬焊焊接接頭是安全的。鋼/鋁CMT熔-釬焊與鋼/鋁爆炸焊焊接接頭的電阻測試結果顯示，兩者數(shù)值沒有明顯的差別，在電解槽上使用CMT熔-釬焊直接焊接陰極鋼棒和鋁軟帶，回路中總電阻與爆炸焊塊

5、過渡焊接方式相當。使用CMT熔-釬焊直接焊接陰極鋼棒和鋁軟帶代替爆炸焊塊過渡焊接方式，降低了制造成本，有望帶來可觀的效益。關鍵詞：CMT熔-釬焊金屬間化合物鋼/鋁焊接接頭電阻率改良釬劑IAbstractAbstractThealuminumandaluminumalloy/lowcarbonsteelcompositestructurehastheadvantagesoflightweight,highstrength,goodthermalconductivity,andawiderangeofindustrialapplications.Thearcwe

6、ldingcoldmetaltransition(CMT)technologyeffectivelycontrolsthedroplettransferandheatinput,andhasthecharacteristicsoflowweldingheatinput,no-spatter,etc,makingdirectarcweldingofdissimilarmetalsofsteelandaluminumpossible.TheuseofCMTfusion-brazingtechnologyfortheweldingofdissimilarmetal

7、sofsteelandaluminumismostlyweldedbetweenthinaluminum/aluminumalloysplatesandsteelplatesandtheweldingisoftenusedinoverlappingmode.Thereisalmostnoinstitutionaboutweldingbetweenthicksteelplatesandaluminumplates.TheuseofCMTfusion-brazingtechniqueforthebuttweldingexperimentofthicksteelp

8、latesandaluminumplatesandt