铝合金与镀锌钢板磁脉冲焊接接头试验与性能研究

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汽车工业中广泛地采用铝镁等轻质金属取代一些传统的车用钢,以实现汽车轻量化,达到节能减排的目的。镀锌钢板与铝合金同时应用于汽车中,导致二者连接的难题急需解决。磁脉冲焊接作为一种高速碰撞焊接技术,能够有效地解决上述的连接难题。本文利用磁脉冲焊接技术焊接铝合金与镀锌钢板,并对其力学性能、宏观断口、微观界面、组织成分、腐蚀性能等方面进行了探究。  首先,选用不同的工艺参数对铝板与镀锌钢板进行了磁脉冲焊接,并对焊合的接头进行准静态拉伸测试,分析其力学性能。此类接头力学性能会随着放电能量的增加而提高,随着搭接间距的增加先上升后降低。此外,还选用一组焊接参数对铝-非镀锌钢板进行磁脉冲焊接,比较两种接头力学性能,可以知道锌层的存在能够对铝-钢的磁脉冲接头造成很大的负面影响。  其次,通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、透射电子显微镜(TEM)、纳米压痕等微观分析方法对不同工艺参数下的铝-镀锌钢接头以及铝-非镀锌钢接头进行了分析。结果发现:能量与间距会对接头微观界面的无锌区长度以及界面波大小产生影响,从而导致接头在力学性能上存在较大的差异;锌层的存在能够导致界面产生硬脆相与微观缺陷,影响铝-镀锌钢磁脉冲接头的强度。  最后,选取同种焊接参数下的铝-镀锌钢以及铝-非镀锌钢磁脉冲接头进行中性盐雾腐蚀试验与分析电化学腐蚀测试。在中性盐雾腐蚀试验中,两种接头的力学性能均随着腐蚀时间的增加而降低,但是其力学性能下降的趋势不完全相同。通过分析接头的腐蚀形貌与腐蚀产物解释了两种接头具有不同的腐蚀机理。在电化学腐蚀测试中,铝与镀锌钢接头的抗电化学腐蚀能力要强于铝与非镀锌钢接头。
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