[發明專利]一種鎂基與鋁基異種金屬板材的焊接方法

在審

• 申請號: 201911188826.4
• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN110948109A
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 張衛剛;朱紹珍;韓軍;贠鵬飛;李媛媛;王鵬;孫旭東;董新飛;朱磊
• 申請（專利權）人: 西部金屬材料股份有限公司
• 主分類號: B23K26/21
• 分類號: B23K26/21;B23K26/60;B23K9/16;B23K9/235;B23P15/00
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

本發明公開了一種鎂基與鋁基異種金屬板材的焊接方法，該方法包括：一、選取與待焊接鎂基板材、待焊接鋁基板材的成分相同的鎂基板材、鋁基板材經處理后爆炸復合得到鎂基?鋁基異種金屬復合板材粗品；二、將鎂基?鋁基異種金屬復合板材粗品退火，得到鎂基?鋁基異種金屬復合板材并截取金屬過渡層；三、將待焊接鎂基板材、待焊接鋁基板材與金屬過渡層焊接，得到鎂基?鋁基異種金屬板材。本發明在鎂基、鋁基異種金屬板材之間添加與對應待焊接板材材質相同的金屬板組成的金屬過渡層，避免了其它合金元素的引入，減少了鎂基、鋁基異種金屬板與金屬過渡層在焊接過程中發生反應生成硬脆的金屬間化合物，保證了鎂基?鋁基異種金屬板材的力學性能。

技術領域

本發明屬于金屬材料焊接技術領域，具體涉及一種鎂基與鋁基異種金屬板材的焊接方法。

背景技術

鋁合金具有密度低、耐蝕性好及加工性能良好等優點，廣泛應用于航空航天和交通運輸領域。鎂合金是比鋁合金密度更低的一種金屬結構材料，具有較高的比強度和比剛度、良好的鑄造性能、優異的阻尼性能和電磁屏蔽能力，被譽為21世紀綠色工程材料。其中，鋁合金和鎂基板材因其具有優異性能在工業中廣泛應用。

隨著鋁合金板材和鎂合金板材應用范圍越來越廣，這兩種金屬的焊接不可避免。但是，鎂鋁異種金屬焊接的主要問題在于鎂鋁之間會發生反應在焊縫中生成大量硬脆的Mg₁₇Al₁₂金屬間化合物，一方面會降低了焊接接頭的力學性能，另一方面會嚴重降低接頭塑性，使焊接后的板材難以進行進一步塑性加工(如彎折和沖壓等)。

直接熔焊方法(如氬弧焊、激光焊和釬焊等)比較靈活，生產效率較高，但無法避免異種金屬之間發生反應生成Mg₁₇Al₁₂金屬間化合物。近幾年興起的攪拌摩擦焊接技術能夠在固相線以下對異種金屬進行焊接，但是攪拌頭摩擦會產生大量熱量，焊縫中心仍會生成大量Mg₁₇Al₁₂金屬間化合物，此外設備成本較高，且無法對2mm以下的薄板材進行焊接。為了避免Mg₁₇Al₁₂金屬間化合物的生成，國內外學者嘗試采用添加中間層的方法，目前中間層主要為純金屬或合金片材，如純金屬Cu、Zn-Al合金和 Sn-Zn合金等，但是中間層與待焊接板材的性能差異較大，且會引入其他合金元素，另一方面鎂和鋁雖然無法直接接觸發生反應，但一般會與中間層金屬發生反應生成新的硬脆的金屬間化合物，這些均會降低焊接后板材的力學性能。

鋁合金和鎂合金板材廣泛應用于各種工業領域，解決目前鎂/鋁異種金屬焊接板材的強度低塑性差的問題，對擴大鎂/鋁異種金屬焊接板材的應用范圍意義重大，但是傳統工藝無法避免焊接過程中生成大量的硬脆的金屬間化合物，因此需要進一步對焊接技術進行創新與升級。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種鎂基與鋁基異種金屬板材的焊接方法。該方法通過在鎂基、鋁基異種金屬板材之間添加與對應待焊接板材的材質相同的金屬板組成的金屬過渡層，避免了其它合金元素的引入，進而極大地減少了鎂基-鋁基異種金屬板材中鎂基和鋁基異種金屬板與中間層的金屬過渡層在焊接過程中發生反應生成硬脆的金屬間化合物，保證了鎂基-鋁基異種金屬板材的力學性能。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種鎂基與鋁基異種金屬板材的焊接方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、分別選取與待焊接鎂基板材、待焊接鋁基板材的成分相同的鎂基板材、鋁基板材依次進行打磨，清洗和烘干，然后以烘干后的鎂基板材為基層，以烘干后的鋁基板材為復層進行爆炸復合，得到鎂基-鋁基異種金屬復合板材粗品；

步驟二、將步驟一中得到的鎂基-鋁基異種金屬復合板材粗品進行退火處理，出爐后空冷至室溫，然后進行板形校平處理，得到鎂基-鋁基異種金屬復合板材，采用線切割法沿垂直于鎂基-鋁基異種金屬復合板材平鋪的方向截取一段板材作為金屬過渡層；