一种钢‑铝异种材料等离子弧焊接方法技术

本发明专利技术涉及一种钢‑铝异种材料等离子弧焊接方法，用于冶金、材料、机械、汽车、轨道客车及军工等领域，属于材料焊(连)接技术领域。本发明专利技术针对钢‑铝异种材料焊接存在的主要问题，通过优化钢、铝工件焊接坡口角度，改善焊缝成形和接头的力学性能；在钢坡口面制备纯铜涂层，降低界面金属间化合物层的脆硬性，提高接头的力学性能；优化等离子弧加热位置、焊枪倾角、焊接参数等焊接工艺参数，改善钢与铝的结合性能，促进形成连续的钢/铝界面层，并控制界面金属间化合物层厚度＜10μm，提高钢‑铝接头的力学性能。本发明专利技术的工艺步骤为：焊接坡口加工→在钢的坡口面制备纯铜涂层→采用优化的焊接工艺参数→进行钢‑铝异种材料等离子弧焊接。

A steel aluminum alloy plasma arc welding method

【技术实现步骤摘要】
一种钢-铝异种材料等离子弧焊接方法
本专利技术涉及冶金、材料、机械、汽车、轨道客车及军工等
的一种钢-铝异种材料等离子弧焊接方法，属于材料焊(连)接

技术介绍
随着能源危机和环境污染问题的不断加剧，作为制造业支柱产业的汽车、轨道客车等工业正面临着越来越严峻的挑战。轻量化、节能、环保和安全已成为汽车、轨道客车发展的必然趋势。目前，国内外汽车轻量化的实现途径和关键技术主要包括三个方面：一是轻量化材料的应用；二是结构轻量化设计与优化；三是新型制造工艺技术的使用。高强钢(超高强钢)是主要的汽车、轨道客车轻量化材料，其次是铝合金、镁合金、复合材料及高分子材料等。因此，在设计和制造中增加高强钢(超高强钢)、铝合金等轻质材料的应用量是实现汽车、轨道客车轻量化的有效途径。随之而来的钢-铝异种材料的焊(连)接成为亟待解决的问题。由于钢和铝的物理、化学及冶金性能存在显著的差异，且焊接区极易形成脆硬的金属间化合物，导致钢-铝异质材料的焊(连)接性极差，严重恶化接头的使用性能和焊(连)接质量。这已成为制约汽车、轨道客车轻量化技术发展的关键技术问题之一。迄今为止，在汽车乃至整个制造业中钢-铝异本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢‑铝异种材料等离子弧焊接方法，其特征在于，按以下工艺步骤进行：(1)坡口加工：钢‑铝异种材料等离子弧焊对接接头采用非对称的V形坡口，钢的坡口面角度45°，铝合金的坡口面角度0‑20°；(2)涂层及焊接材料：采用热喷涂方法在钢的坡口面制备纯铜涂层，涂层厚度0.3‑1.0mm，等离子弧焊接采用ER2319Al‑Cu焊丝或ER5087Al‑Mg焊丝；(3)焊接工艺：焊接过程中等离子弧指向钢坡口面的中部；焊接采用左焊法，等离子焊枪倾角10‑15°；(4)焊接参数：通过优化焊接参数优化热输入，促进形成连续的钢/铝界面层，并控制界面金属间化合物层厚度＜10μm，优化的焊接参数为：焊接电流80‑95A...

【技术特征摘要】
1.一种钢-铝异种材料等离子弧焊接方法，其特征在于，按以下工艺步骤进行：(1)坡口加工：钢-铝异种材料等离子弧焊对接接头采用非对称的V形坡口，钢的坡口面角度45°，铝合金的坡口面角度0-20°；(2)涂层及焊接材料：采用热喷涂方法在钢的坡口面制备纯铜涂层，涂层厚度0.3-1.0mm，等离子弧焊接采用ER2319Al-Cu焊丝或ER5087Al-Mg焊丝；(3)焊接工艺：焊接过程中等离子弧指向钢坡口面的中部；焊接采用左焊法，等离子焊枪倾角10-15°；(4)焊接参数：通过优化焊接参数优化热输入，促进形成连续的钢/铝界面层，并控制界面金属间化合物层厚度＜10μm，优化的焊接参数为：焊接电流80-95A、焊接速度30-40cm/min、Ar离子气体量2.0-2.3L/min、Ar保护气体量20-23L/min。2.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙大千，耿文华，吴迪，李洪梅，谷晓燕，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22