铝-钢异种材料的焊接

wangmin

铝合金具有密度小、耐蚀性好、导电性及导热性高等优良特性，使用铝合金来代替钢能够大大降低焊接结构的质量。而钢具有良好的焊接性和力学性能，铝-钢焊接结构已广泛应用于汽车、轮船制造等行业。

铝的熔点为660℃，比钢低700-900℃，在焊接时，熔点低的铝先熔化，此时钢仍未熔化，由于铝与钢的密度差别较大，熔池中的铝会浮在钢上面，冷却后会造成焊缝成分的不均匀；铝和钢之间的线膨胀系数相差较大，会导致在焊接接头中产生较大残余应力，会导致产生焊接裂纹。
为实现铝-钢的可靠连接就需要克服铝及铝合金表面的氧化膜对连接的阻碍作用，以及使铝合金与钢的界面上不生成或减少脆性金属间化合物。现有的焊接方法是：
1、压焊
压焊就是在焊接过程中，对焊件施加压力（加热或不加热）以完成焊接的方法。在焊接铝和钢时，常用爆炸焊、磁脉冲焊、搅拌摩擦焊、扩散焊等方法。
2、熔钎焊
铝-钢异种材料熔钎焊同时兼备熔焊和钎焊的特点，焊接过程中，铝合金和钎料熔化，冷凝后结合在一起，形成熔焊接头；而钢未熔化，熔化的钎料借助毛细管作用被吸入和充满固态焊件间隙内，液体钎料与钢相互扩散溶解，冷凝后形成牢固的钎焊接头，可以实现铝合金与钢异种金属的连接。
3、钎焊
铝-钢异种材料的钎焊是将钎料放在焊件接缝间隙内，通过加热使其溶化，而母材不熔化，液态钎料渗入到固态焊件的间隙内，冷却凝固后便形成牢固的连接。
三种铝-钢异种材料的焊接方法中，压焊、钎焊工艺方法能够实现铝钢的连接，但对工件的尺寸形状有一定的限制，生产效率低。熔钎焊可以通过钎料控制铝钢金属间脆性化合物，特别是激光填丝熔钎焊，具有热输入小，焊接速度快，易于实现自动化等特点，可获得优质、高效熔钎焊焊接接头，应用前景广阔。