徐德进 冯菲玥 李芳 陈云霞

摘要：分别选用ER4043焊丝和ER4047焊丝，采用CMT焊对AA5754铝合金板和DC56+Z50镀锌钢板异种材料进行焊接，通过拉伸、弯曲、疲劳以及金相分析等试验对铝/钢焊接接头力学性能与显微组织进行了研究。结果表明：在CMT电流模式下，采用ER4043焊丝和ER4047焊丝均能得到成形良好的焊接件。拉伸断裂在铝侧焊缝，同时生成的金属化合物层厚小于10 µm，主要是Fe2Al5和FeAl3。焊接电流为60 A，采用ER4043焊丝的焊接接头抗拉性能较为理想，在焊缝处均没有出现裂纹，铝/钢搭接接头的断裂位置在铝侧焊缝处，但是接头疲劳性能存在较大的波动，接头的疲劳寿命达到107次时加载应力仅为63 MPa。

关键词：冷金属过渡焊;铝合金;镀锌板;微观组织;力学性能

中图分类号：TG457.14      文献标志码：A         文章编号：1001-2003（2021）06-0081-06

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2021.06.15

0    前言

节能减排及环境保护的全球战略对现代航空航天、轨道交通、海洋工程等结构设计轻量化提出了越来越高的要求，为了降低工程装备的重量，同时保证工程装备的安全性，钢和铝合金及其异质材料的连接构件得到了日益广泛的应用[1-4]。然而铝/钢在物理化学性能方面差异明显，导热率、线膨胀系数相差较大导致焊后接头发生严重变形，存在很大的残余应力;钢材熔点高，铝合金熔点低，使得冷却结晶后的焊缝成分分布不均匀，接头性能降低;铁在铝中的固溶度几乎为零，所以铁铝会产生多种硬脆相的金属间化合物（Intermetallic Compound，IMC），如η相Fe2Al5和θ相FeAl3，其中Fe2Al5硬度约为1 050 HV，FeAl3硬度为900 HV[5];铝合金和钢在焊接过程中还容易出现气孔、裂纹、未熔合等问题。……