一种铝钢异种金属的焊接接头制造技术

一种铝钢异种金属的焊接接头，通过改变铝钢异种金属的点焊缝的焊缝结构，在点焊缝内部的铝钢界面制造出钢凸结构，使钢凸结构由钢工件向铝工件方向凸起延伸而嵌入到铝工件中，同时对接头加热以获得冶金结合的铝钢界面，在焊接接头中的钢凸结构外围区域，采用熔化焊方法由钢工件向铝工件制造出环绕钢凸结构的环形焊缝，该环形焊缝一方面加强了点焊焊缝外围的连接强度，另一方面与钢凸结构相互配合形成独特的焊接接头结构。本发明专利技术通过了优化点焊缝的接头结构，进而提升铝钢异种金属点焊缝整体的力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种铝钢异种金属的焊接接头
本专利技术属于异种金属材料焊接
，具体涉及一种铝钢异种金属的焊接接头。
技术介绍
为了实现节能减排的效果，汽车工业提出了汽车轻量化发展理念，因而在汽车结构设计时在保证结车身安全的前提下优化车身结构和选用更多的高强钢和轻质合金制造汽车车身，其中铝合金作为应用最广泛的轻质合金，在汽车车身制造中也越来越受欢迎。目前，铝钢混合车身是汽车制造的一个重要发展方向，这种车身在制造时采用大量的各种类型的钢以及铝合金来兼顾车身结构的安全性能和车身的轻量化，因此在铝钢混合的汽车车身制造中不可避免的面临铝钢异种金属连接问题。由于铝钢异种采用焊接技术连接时存在巨大的挑战，由于铝钢异种金属焊接接头太脆而通常无法承受较大的载荷，因此铝钢异种金属在目前通常采用机械连接技术进行连接，比如自冲铆接和流转螺钉等，但是机械连接也存在其局限性，比如铆接技术中高昂的连接设备、铆钉对车身的增重、铆钉成本高、连接工艺的复杂性和低效率等，此外，随着先进高强钢应用逐渐增加，对先进高强钢的机械连接也提出了新的挑战，比如铆钉无法穿刺高强钢工件、无法有效张开形成机械本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铝钢异种金属的焊接接头，其特征在于，所述的焊接接头为连接相互堆叠的铝钢异种金属工件的点焊缝，所述的点焊缝内部在铝钢界面存在钢凸结构，该钢凸结构由钢工件向铝工件方向凸起延伸，所述的钢凸结构的直径D

【技术特征摘要】
1.一种铝钢异种金属的焊接接头，其特征在于，所述的焊接接头为连接相互堆叠的铝钢异种金属工件的点焊缝，所述的点焊缝内部在铝钢界面存在钢凸结构，该钢凸结构由钢工件向铝工件方向凸起延伸，所述的钢凸结构的直径D1为2√t～7√tmm，其中t为铝工件的厚度，钢凸结构由铝钢界面嵌入到铝工件的深度t1为铝工件厚度的0.1～0.8倍，所述的焊接接头在铝钢界面为冶金结合界面，且冶金结合面直径D2为3√t～9√tmm(其中t为铝工件的厚度)，所述的冶金结合面直径D2大于所述的钢凸结构的直径D1；
在所述的钢凸结构外围还存在环形焊缝，所述的环形焊缝在铝钢界面上的内直径D3大于钢凸结构的直径D1，所述的环形焊缝在铝钢界面上的外直径D4小于冶金结合面直径D2的3.5倍；所述的环形焊缝由钢工件表面熔透到铝工件内，且在铝工件内的熔深t2小于铝工件厚度的0.6倍。


2.根据权利要求1所述的一种铝钢异种金属的焊接接头，其特征在于，在所述的铝钢冶金结合界面中存在Fe-Al系金属间化合物层，所述的Fe-Al系金属间化合物层厚度小于10μm，所述的环形焊缝为一圈形焊缝或者为多圈不同直径的同心环形焊缝组成。


3.根据权利要求1所述的一种铝钢异种金属的焊接接头，其特征在于所述的焊接接头的钢工件表面还存在凹压痕，所述的凹压痕深度不超过2.0倍的钢工件厚度。


4.一种铝钢异种金属的焊接接头的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将钢工件和铝工件加热到塑性状态或局部熔融状态，并对钢工件表面施加压力挤压出钢凸结构，使钢凸结构的凸起部挤压进铝工件中，铝钢界面的金属元素在高温作用下相互扩散形成冶金结合的界面；
步骤2：采用熔化焊方法在所述的钢凸结构外围和所述的冶金结合面直径的3.5倍范围内区域制备环形熔化焊焊缝。


5.根据权利要求4所述的一种铝钢异种金属的焊接接头的制造方法，其特征在于，在步骤1中所采用的加工方法包括电阻焊、摩擦焊和扩散焊，形成所述的焊点后，铝工件表面只产生较小的变形。


6.根据权利要求4所述的一种铝钢异种金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：李铭锋，杨上陆，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31