焊接強(qiáng)度提高到2倍以上

為此，神戶制鋼與日新制鋼合作，面向鋁合金焊接用途，對日新制鋼的鍍鋁鋼板“ALSTAR”進(jìn)行了改進(jìn)，成功遏制了焊接面上金屬間化合物的生成。這種方法不是改進(jìn)點(diǎn)焊機(jī)，而是使鋼板變得適合與鋁合金進(jìn)行焊接。鋼板與鋁合金之間的焊接比過去簡單，可以輕而易舉地制造出多材料結(jié)構(gòu)的車體。

日新制鋼的ALSTAR的用途，包括發(fā)動機(jī)艙內(nèi)的隔熱板、各種外殼、建材和家電產(chǎn)品等。使用鋼板點(diǎn)焊機(jī)對改良后的鍍鋁鋼板和鋁合金進(jìn)行焊接，其焊接強(qiáng)度高于鋁合金與通常的軟鋼之間的點(diǎn)焊（圖2）。

圖2：點(diǎn)焊部分強(qiáng)度的比較 在使用通常的點(diǎn)焊機(jī)焊接鋁合金和軟鋼時，拉伸剪切強(qiáng)度（TSS）與十字拉伸強(qiáng)度（CTS）都高于原有技術(shù)。CTS更是達(dá)到了過去的兩倍以上。

使用的點(diǎn)焊機(jī)為鋼板用單相交流式點(diǎn)焊機(jī)，預(yù)壓時間（從電極開始加壓到開始通電的時間）和通電時間分別為200ms，保持時間為400ms，電流值為13.5kA，焊接壓力為2.9kN。在這個條件下焊接厚度為1mm的鋁合金（6022合金）和鍍鋁鋼板，焊接部分的拉伸剪切強(qiáng)度（TSS）與十字拉伸強(qiáng)度（CTS）均高于同樣條件下焊接6022合金和軟鋼的數(shù)值。CTS為過去的2倍以上。而且鋼板越厚，焊接電流越小，可以簡單地使用通常的點(diǎn)焊機(jī)。

提高焊接強(qiáng)度的原理如下。改良后的鍍鋁鋼板經(jīng)過熔融電鍍處理后，在鋼板表面形成了Al-Si（硅）合金層。使用純鋁進(jìn)行電鍍處理時，鋁與鋼板的焊接面會生成厚度為7～10μm的Fe-Al金屬間化合物。因此需要在電鍍層中添加重量比約為9％的硅，在電鍍層與鋼板的界面生成具有釬料作用的Fe-Al-Si合金層，使其厚度縮小到2～3μm。

防止再次生成金屬間化合物

而且，鋼板的含氮（N）量要增加到通常的約5倍（100ppm左右），經(jīng)過電鍍后的熱處理，在鋼板與Fe-Al-Si合金層的界面上，生成一層薄薄的鋁和氮的化合物（AlN）層。日新制鋼技術(shù)研究所表面處理研究部表面處理第一研究組組長服部保德介紹稱：“AlN層提高了焊接強(qiáng)度”（圖3）。具體來說，在點(diǎn)焊后未生成Fe-Al金屬間化合物的區(qū)域沿著焊接部分（焊核）的外周內(nèi)側(cè)，形成了一個環(huán)狀。這個環(huán)狀有助于提高強(qiáng)度。

圖3：提高焊接強(qiáng)度的原理 在鍍鋁層的“Fe-Al-Si合金層”與鋼板的界面上，鋁與氮的微細(xì)化合物（AlN）沿環(huán)狀析出。AlN對焊接面上Fe-Al金屬間化合物的生成起到遏制作用，提高了焊接強(qiáng)度。

在焊核的中心，點(diǎn)焊時Fe-Al-Si合金層與鋼板的表面熔化，隨著鋼板與Fe-Al-Si合金層中的鋁和鐵Al向外擴(kuò)散，生成了Fe-Al金屬間化合物。而在熔融溫度低于焊核中心的周邊部分，服部認(rèn)為：“鋼板與Fe-Al-Si合金層界面上的AlN層成為阻礙鋁和鐵擴(kuò)散的屏障，遏制了Fe-Al金屬間化合物的生成”。

兩家公司認(rèn)為，改進(jìn)后的鍍鋁鋼板可以應(yīng)用于大量使用鋁合金的多材料結(jié)構(gòu)的車體，例如：（1）鋁合金頂板與鋼制車頂縱梁的焊接；（2）鋁合金橫梁與鋼制框架的焊接；（3）鋁合金地板材料與鋼制車體的焊接等。兩家公司已經(jīng)將鍍鋁鋼板及其與鋁合金進(jìn)行焊接的方法，推薦給了日本的多家汽車企業(yè)，將爭取在2020年之前投入實(shí)用。

作為值得信賴的合作伙伴和高品質(zhì)金屬合金的半成品供應(yīng)商，艾荔艾擁有完善的服務(wù)體系和專業(yè)的團(tuán)隊。在同客戶交易的過程中，我們力求根據(jù)不同的應(yīng)用需求將我們的產(chǎn)品做到精益求精。針對當(dāng)前和未來的市場需求，艾荔艾致力于為客戶提供最佳的金屬材料解決方案。

AILIAI has been a reliable partner and supplier of sophisticated and high-quality semi-finished products maed of alloys. In dialogue with our customers, we optimise our products to meet the specific application requirements. AILIAI develops the best alloy material solutions for current and future challenges.

獲取更多我們供應(yīng)的合金和服務(wù)信息，請致電086-021-67660801或發(fā)電子郵件kefu@ailiaigroup.com聯(lián)系我們，您也可以通過微博，微信，領(lǐng)英和推特與我們互動。

For more information on the alloys and services that we supply,?call us?at 086-021-67660801 or email us at kefu@ailiaigroup.com. You can also get in touch on social media, we are constantly active on?Weibo,?Weixin,?LinkedIn?and?Twitter.