汽车车身用铝-钢异种金属之间的电阻点焊研究

摘要

近年来，环保问题越来越受到世界各国的重视，汽车工业、船舶工业和轻轨客车等为了节约燃料、减少排放、保护环境，要求不断减轻自身重量，采用铝钢相结合的结构具有独特的优势。在汽车车身轻量化制造中，电阻点焊是主要的连接方式，由于铝和钢的晶体结构、物理及化学等性质差别很大（熔点、密度、线膨胀系数、导热性和热容量等），使得铝合金与钢之间的焊接性很差，很难得到质量良好的点焊接头。因此，钢铝异种金属的电阻点焊一直是汽车工业中的难点问题。目前我国在铝合金等轻质材料在汽车上的焊接技术与发达国家相比还有一定的差距，为了提高民族汽车工业的竞争力，研究铝合金和钢的可靠性连接已成了非常迫切的任务。
　　本文用fronius式电阻点焊机和固定式交流点凸焊机实现了铝-铝、铝-钢、铝-镀锌钢之间的焊接，并对点焊接头组织性能进行了研究。通过对同种工艺条件下获得的点焊接头熔核尺寸的测量、剪切强度的测试、断口扫描、XRD测试、金相组织的观察，得出以下结论：
　　（1）用fronius式电阻点焊机焊接形成的铝-铝接头与铝-镀锌钢接头相比，熔核尺寸较小，强度却大很多；通过对铝-铝点焊接头金相组织的观察可以看出焊缝和热影响区存在裂纹、未熔合、未完全融合、未焊透、夹渣和气孔等缺陷，而铝-镀锌钢接头中存在的缺陷较少。
　　（2）用固定式交流点凸焊机试验发现铝-镀锌钢点焊接头质量都要好于铝-钢接头，通过对焊接接头的断口扫描和XRD测试证明铝-镀锌钢的点焊接头断口和铝-钢点焊接头的断口一样：具有很好的韧性和塑性，像FeAl2、FeAl3、Fe2Al5、ZnAl、Fe2Al2Zn、Fe2Al5Zn等这些金属间化合物在断口扫描图谱中并没有检测到。
　　（3）总结了焊接参数对点焊接头质量的影响规律，在本文当中熔核直径随焊接时间的增大而增大，铝-钢点焊接头的剪切强度随焊接时间的增大先增大后减小，铝-镀锌钢点焊接头的剪切强度随焊接时间的增大而增大；熔核直径和剪切强度随电极压力的增大而增大。

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1 绪论

1.1 课题研究的意义

1.2国内外研究现状

1.3 镀锌板和点焊机的应用

1.4 电阻点焊的影响参数

1.4电阻点焊的常见焊接缺陷及预防措施

1.5 本文的主要研究内容

2试验材料和研究方法

2.1 实验材料

2.2实验设备

2.3待焊焊件的制备和清理

2.4 试验参数的选取

2.5研究内容和检测方法

2.6本章小结

3铝-铝板和铝-镀锌钢板的电阻点焊研究

3.1 实验方案

3.2实验结果分析

3.3本章小结

4铝-钢板和铝-镀锌钢板的电阻点焊研究

4.1 实验方案

4.2剪切强度和熔核尺寸的测定

4.3点焊接头的断口扫描

4.4点焊接头的XRD测试

4.4点焊接头的金相分析

4.4本章小结

5结束语

5.1结论

5.2 不足和建议

参考文献

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