[發明專利]一種鋁鋼異種金屬鑲嵌焊接方法

在審

• 申請號: 202011610274.4
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112620896A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 郭晉昌;柳建輝;袁濤;張建銳;胡天林;羅宏博;史紅燕
• 申請（專利權）人: 隴東學院
• 主分類號: B23K9/173
• 分類號: B23K9/173;B23K9/235;B23K33/00;B23K103/20
• 代理公司: 西安合創非凡知識產權代理事務所(普通合伙) 61248
• 代理人: 張燕

本發明涉及異種金屬焊接技術領域，具體涉及一種鋁鋼異種金屬鑲嵌焊接方法，焊接前，完成鋼材和鋁合金的接頭位置的切割處理，使得鋼材和鋁合金的接頭位置形成鑲嵌結構，然后沿著鑲嵌的接縫進行焊接。所述鋼材和鋁合金上的鑲嵌槽及鑲嵌塊均呈梯臺形，且鑲嵌槽及鑲嵌塊的四個角均呈圓角。鋁合金的鑲嵌槽的寬度與鑲嵌塊的寬度的比值等于鋁合金屈服強度與鋼材屈服強度的比值。本發明采用交叉咬合的接頭形式焊接鋁鋼異種金屬，降低鋁鋼異種金屬接頭焊接的工藝難度，使得鋁鋼基體之間本身具有鑲嵌的咬合力，可以承受拉應力作用，焊接之后焊縫與機械咬合力共同承受外界拉應力，從而提高接頭承載拉引力的能力，提高接頭機械性能。

技術領域

本發明涉及異種金屬焊接技術領域，具體涉及一種鋁鋼異種金屬鑲嵌焊接方法。

背景技術

目前，鋼材和鋁合金在工程機械，汽車，航空航天等行業都有大量應用，同時在很多應用工況中需要實現鋼材和鋁合金的焊接。現有鋁鋼焊接工藝中，多采用搭接或對接電弧焊，例如CMT焊接法，二者界面容易形成金屬間化合物，而金屬間化合物的厚度極難控制，顯著制約接頭的力學性能。鋁鋼焊接成為制約很多行業發展的關鍵問題。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種鋁鋼異種金屬鑲嵌焊接方法。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：

一種鋁鋼異種金屬鑲嵌焊接方法，焊接前，完成鋼材和鋁合金的接頭位置的切割處理，使得鋼材和鋁合金的接頭位置形成鑲嵌結構，然后沿著鑲嵌的接縫進行焊接。

進一步地，所述鋼材和鋁合金上的鑲嵌槽及鑲嵌塊均呈梯臺形，且鑲嵌槽及鑲嵌塊的四個角均呈圓角。

進一步地，鋁合金的鑲嵌槽的短邊的長度與鑲嵌塊的短邊的長度的比值等于鋁合金屈服強度與鋼材屈服強度的比值。

上述方案，采用交叉咬合的接頭形式焊接鋁鋼異種金屬，降低鋁鋼異種金屬接頭焊接的工藝難度，使得鋁鋼基體之間本身具有鑲嵌的咬合力，可以承受拉應力作用，焊接之后焊縫與機械咬合力共同承受外界拉應力，從而提高接頭承載拉引力的能力，提高接頭機械性能。

附圖說明

圖1為本發明一種鋁鋼異種金屬鑲嵌焊接方法中鋼材和鋁合金的接頭位置的鑲嵌結構示意圖；

圖中：1-鋼材；2-鋁合金；3-鑲嵌槽；4-鑲嵌塊。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發明的保護范圍。

實施例1

鋼材為Q235，鋁合金為6061-T6，鋼材和鋁材厚度都為3mm，鋼材和鋁材嵌套方式如圖1所示。鋁合金的鑲嵌槽的短邊的長度AB長度為20mm，鑲嵌塊的短邊的長度CD長度為40mm，圖中角度α為80°，所有圓角為R=2mm。采用福尼斯公司的CMT焊機進行焊接，焊機型號為TransPuls Synergic 3200，焊接電壓20V-23V，焊接電流為90-95A，焊接速度0.5m/min，焊絲型號：鋁硅焊絲ER4043，直徑φ1.2mm，送絲速度為1.2m/min，氬氣保護，流量15L/min。焊接后進行拉伸實驗，發現鋁合金母材先斷裂，強度為127Mpa。采用相同工藝參數和母材型號，采用對接焊，焊接后進行拉伸實驗，從鋁鋼界面斷裂，抗拉強度為72Mpa。

以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變化或修改，這并不影響本發明的實質內容。在不沖突的情況下，本申請的實施例和實施例中的特征可以任意相互組合。