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基于蒸發(fā)箔致動器的AA6061鋁合金和DP780雙相鋼沖擊焊接研究

由于沖擊焊接在焊接過程中很少或幾乎沒有熱量的輸入，因此在一定程度上可以減少金屬化合物的形成。為了將沖擊焊接應(yīng)用到汽車生產(chǎn)中，本文利用新研制的蒸發(fā)箔致動器，分析如何實現(xiàn)AA6060鋁合金和DP780雙相鋼這兩種材料間的沖擊焊接，并對沖擊焊接形成的樣品進行力學(xué)性能測試和金相組織觀察。

沖擊焊接中將固定的金屬稱為靶金屬，沖擊的金屬稱為飛片。焊接時，將需要焊接的工件固定，后利用高速飛片沖擊連接處，使連接處形成一定的高壓區(qū)域?qū)崿F(xiàn)連接。蒸發(fā)箔致動器基于薄金屬箔或細金屬絲的快速氣化而產(chǎn)生類似于爆炸性效果的裝置。制備樣品時，將1mm厚的DP780雙相鋼板材與0.9mm厚的AA6061鋁合金板材固定，將蒸發(fā)箔致動器置于30mm處，利用電容器產(chǎn)生的短時、高電流脈沖（100kA）通過蒸發(fā)箔致動器中的飛片。選擇飛片材料的依據(jù)為輕質(zhì)量、低強度和高韌性，厚度范圍為0.05～0.15mm。文中選用0.0762mm厚的AA3003鋁箔作為飛片的原材料，之后將形成的樣品進行力學(xué)性能測試，并利用光學(xué)顯微鏡和掃描電子顯微鏡對焊接處及斷口進行金相組織觀察。結(jié)果顯示：樣品失效多發(fā)生在焊接區(qū)域以外，表明焊接區(qū)域的強度高于母材，焊接區(qū)域抗拉強度為33.3N/mm，而剪切強度峰值高達326.1N/mm，還需要進行焊接參數(shù)的優(yōu)化，實現(xiàn)更高的抗拉強度；金相觀察顯示，斷裂面既出現(xiàn)脆性區(qū)域，又出現(xiàn)塑形區(qū)域。焊接表面呈現(xiàn)波浪形態(tài)的紋路，這是沖擊焊接的典型特征。

A Vivek et al.SAE 2015-01-0701.

編譯：李臣