CN105921901A - 一种钢与铝搭接件的电阻点钎焊方法 - Google Patents

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张昌青
吕广明
刘雄波
靳少龙
杨黎东
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Abstract

一种钢与铝搭接件的电阻点钎焊方法，其步骤为：（1）将铝硅钎焊膏涂敷在搭接接头上，以搭接件的搭接区域中心点为圆心，被均匀涂覆的钎焊区为封闭环状，其中外径1~5mm，环宽0.15~0.2mm，钎剂量0.5~1.0ml；（2）焊接过程采用两级加压方式，预热阶段电极压力为2.21~2.71KN，焊接阶段电极压力为3.44~3.94kN；预热时间16~22s，预热电流1.3~1.8KA，焊接时间12~16s，焊接电流5.2~5.6KA；设置如上参数后开始焊接，随后让焊件自然冷却即可。

Description

一种钢与铝搭接件的电阻点钎焊方法
技术领域
本发明涉及焊接技术，特别是涉及钢与铝搭接件的电阻点钎焊技术。
背景技术
目前，基于钢与铝搭接件的复合连接方法之一是电阻点焊。这种方法是在两金属板材的搭接区域中心处放置钎料利用电阻点焊的方法进行焊接，其中点焊机电极头与搭接区域处于同一轴线上。这种方法虽然能够实现电阻点焊和电阻钎焊两种焊接方法的复合，但是焊后在搭接区域点焊形成的熔核与钎料熔化形成的钎焊区重叠并且搭接区域的有效焊合面积较小，在接头处易产生的应力集中导致其力学性能较低。
经过检索现有技术发现，中国专利号CN102145439A，钢与铝合金异质电阻钎焊方法。这种方法是将0.05mm~0.5mm的片状、箔状、镀层或事先喷涂的Zn-Al钎料放置在钢的上表面与铝合金的下表面之间，设置电阻点焊参数进行焊接，该发明实现了钢和铝合金的异质电阻钎焊满足强度的前提下实现电极磨损量小及接头无泛铜的连接，接头组织无Fe-Al金属间化合物生成，且提高电极使用寿命。然而该方法将钎料放置于搭接区域中心进行焊接，造成了接头区域只有单一钎焊区且接头区域有效焊合面积较小且易产生应力集中问题。
经过检索现有技术发现，中国专利号CN100409995C，一种胶焊连接方法。这种方法是在两层待焊材料表面的搭接区域，涂上一层胶剂，然后采用熔化焊结热源进行搭接焊，以实现接头的良好的连接，该发明实现了机械结合、冶金结合和化学结合的有效统一使得结构件的承载载荷、疲劳强度和剪切强度有较大幅度的提高。然而这种方法得到的接头区域胶结区对于服役温度有严格要求，温度过高易发生变形使得接头力学强度急剧降低。
发明内容
本发明的目的是提供一种钢与铝搭接件的电阻点钎焊方法。
本发明是一种钢与铝搭接件的电阻点钎焊方法，其步骤为：
（1）将铝硅钎焊膏涂敷在搭接接头上，以搭接件的搭接区域中心点为圆心，被均匀涂覆的钎焊区为封闭环状，其中外径1~5mm，环宽0.15~0.2mm，钎剂量0.5~1.0ml；
（2）焊接过程采用两级加压方式，预热阶段电极压力为2.21~2.71KN，焊接阶段电极压力为3.44~3.94kN；预热时间16~22s，预热电流1.3~1.8KA，焊接时间12~16s，焊接电流5.2~5.6KA；设置如上参数后开始焊接，随后让焊件自然冷却即可。
本发明具有以下优点：1．搭接区域中心是电阻点焊形成的点焊区，围绕点焊区分布的是钎焊区。
2．本方法中钎焊区绕点焊区分布，使搭接接头的有效焊合面积有明显增加且能降低接头区域存在的应力集中并进一步提高接头的力学强度。
3. 相比胶焊方法，电阻点钎焊得到的接头对服役温度没有严格要求。
4. 电阻点钎焊方法可操作性较强，生产效率较高；实验过程不会产生有毒气体，工作环境无烟尘，工艺环保。
附图说明
图1是电阻点钎焊焊后示意图，图2是焊前搭接接头俯视图，图3是电阻点钎焊焊接工艺规范，附图标记及对应名称为：上电极1，下电极2，上搭接件3，下搭接件4，点焊区5，钎焊区6。
具体实施方式
如图1、图2所示，本发明是一种钢与铝搭接件的电阻点钎焊方法，其步骤为：
（1）将铝硅钎焊膏涂敷在搭接接头上，以搭接件的搭接区域中心点为圆心，被均匀涂覆的钎焊区为封闭环状，其中外径1~5mm，环宽0.15~0.2mm，钎剂量0.5~1.0ml；
（2）焊接过程采用两级加压方式，预热阶段电极压力为2.21~2.71KN，焊接阶段电极压力为3.44~3.94kN；预热时间16~22s，预热电流1.3~1.8KA，焊接时间12~16s，焊接电流5.2~5.6KA；设置如上参数后开始焊接，随后让焊件自然冷却即可。
以上所述的钢与铝搭接件的电阻点钎焊方法，焊接过程中的钢的厚度为1~1.5mm；铝的厚度为1~2mm。
如图2所示，以上所述的钢与铝搭接件的电阻点钎焊方法，上搭接件3为钢，下搭接件4为铝。
以上所述的钢与铝搭接件的电阻点钎焊方法，焊接过程中的使用的铝硅钎焊膏熔点为595℃。
如图3所示是电阻点钎焊焊接工艺规范，P2=3.44~3.94kN，预热阶段：P1=2.21~2.71kN；t1=16~22s；I1=1.3~1.8kA，焊接阶段：P2=3.44~3.94kN；t2=12~16s；I2=5.2~5.6kA。
下面结合附图和具体实施案例对本发明作进一步详细说明。
实施例1：
如图2所示，钢与铝搭接件的电阻点钎焊方法，其中上搭接件为1mm厚的Q235钢板，下搭接件为2mm厚的工业纯铝板；以搭接件的搭接区域中心点为圆心，被均匀涂覆的钎焊区为封闭环状，其中外径为1mm，环宽0.15mm，使用铝硅钎焊膏0.5ml；焊接过程采用两级加压方式，预热阶段电极压力为2.21KN，焊接阶段电极压力3.44kN；预热时间16s，预热电流1.3KA，焊接时间12s，焊接电流5.2KA；设置如上的工艺参数通电进行焊接，随后让焊件自然冷却即可。如图1所示为电阻点钎焊焊后示意图。
在岛津万能试验机上对焊后试样进行室温力学拉伸测试，结果显示断裂发生在接头点焊区处。
实施例2：
如图2所示，钢与铝搭接件的电阻点钎焊方法，其中上搭接件为1.5mm厚的Q235钢板，下搭接件为1mm厚的工业纯铝板；以搭接件的搭接区域中心点为圆心，被均匀涂覆的钎焊区为封闭环状，其中外径为5mm，环宽0.20mm，使用铝硅钎焊膏1ml；焊接过程采用两级加压方式，预热阶段电极压力为2.71KN，焊接阶段电极压力3.94kN；预热时间22s，预热电流1.8KA，焊接时间16s，焊接电流5.6KA；设置如上的工艺参数通电进行焊接，随后让焊件自然冷却即可。
在岛津万能试验机上对焊后试样进行室温力学拉伸测试，结果显示断裂发生在铝母材侧热影响区处。
实施例3：
如图2所示，钢与铝搭接件的电阻点钎焊方法，其中上搭接件为1mm厚的Q235钢板，下搭接件为1.5mm厚的工业纯铝板；以搭接件的搭接区域中心点为圆心，被均匀涂覆的钎焊区为封闭环状，其中外径为3mm，环宽0.18mm，使用铝硅钎焊膏0.8ml；焊接过程采用两级加压方式，预热阶段电极压力为2.46KN，焊接阶段电极压力3.69kN；预热时间20s，预热电流1.5KA，焊接时间15s，焊接电流5.5KA；设置如上的工艺参数通电进行焊接，随后让焊件自然冷却即可。
在岛津万能试验机上对焊后试样进行室温力学拉伸测试，结果显示断裂发生在搭接区域铝母材侧热影响区。

Claims (4)

1.一种钢与铝搭接件的电阻点钎焊方法，其特征在于，其步骤为：
（1）将铝硅钎焊膏涂敷在搭接接头上，以搭接件的搭接区域中心点为圆心，被均匀涂覆的钎焊区为封闭环状，其中外径1~5mm，环宽0.15~0.2mm，钎剂量0.5~1.0ml；
（2）焊接过程采用两级加压方式，预热阶段电极压力为2.21~2.71KN，焊接阶段电极压力为3.44~3.94kN；预热时间16~22s，预热电流1.3~1.8KA，焊接时间12~16s，焊接电流5.2~5.6KA；设置如上参数后开始焊接，随后让焊件自然冷却即可。
2.根据权利要求1所述的钢与铝搭接件的电阻点钎焊方法，其特征在于焊接过程中的钢的厚度为1~1.5mm；铝的厚度为1~2mm。
3.根据权利要求1所述的钢与铝搭接件的电阻点钎焊方法，其特征在于上搭接件（3）为钢，下搭接件（4）为铝。
4.根据权利要求1所述的钢与铝搭接件的电阻点钎焊方法，其特征在于焊接过程中的使用的铝硅钎焊膏熔点为595℃。
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