鋁鐵混合焊接的新工藝方法及歷史演變?

　　最近被Tata Steel收購(gòu)的國(guó)際鋼鐵公司Corus研發(fā)了一種名為“無(wú)焊劑激光焊接”的新技術(shù)，可應(yīng)用在汽車(chē)組裝過(guò)程中，較好地將鋁、鐵兩種金屬焊接在一起。新技術(shù)的研發(fā)工作由位于荷蘭的Cours研究設(shè)計(jì)技術(shù)中心完成，以滿足汽車(chē)工業(yè)界在車(chē)型設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域日益增加的對(duì)多種金屬混合使用的需求，同時(shí)實(shí)現(xiàn)車(chē)輛減重及減少Co2排放量的目標(biāo)。
　　對(duì)于全球汽車(chē)工業(yè)界而言，盡管減輕車(chē)重以達(dá)到減少Co2排放量依然是主要是技術(shù)發(fā)展的主要?jiǎng)恿χ�一，但與此同時(shí)，同樣需要關(guān)注生產(chǎn)商降低成本的要求。由于其良好的性能和成本優(yōu)勢(shì)，對(duì)于量產(chǎn)車(chē)型，鋼鐵依然無(wú)可爭(zhēng)議地成為車(chē)身主要部件結(jié)構(gòu)的首選材料。但是，有時(shí)汽車(chē)設(shè)計(jì)師為了某些特殊目的，例如為了獲得最適合于駕駛的質(zhì)量分布情況，他們會(huì)在車(chē)輛部分類(lèi)似罩板或是頂棚之類(lèi)易于減重的結(jié)構(gòu)中采用鋁來(lái)代替鋼鐵。
　　盡管到目前為止，將鐵焊接到鋁材上依然是一個(gè)非常復(fù)雜的工藝過(guò)程，對(duì)于制造商而言，依然是一個(gè)必須面對(duì)的挑戰(zhàn)。當(dāng)兩種材料焊接在一起時(shí)，會(huì)生產(chǎn)較厚的化合物層，將使焊點(diǎn)較一般情況更為脆弱，難以滿足汽車(chē)工業(yè)生產(chǎn)的要求。在使用基于激光的焊接技術(shù)的過(guò)程中，通過(guò)控制熱量輸入可以減少這一化合物層的厚度。但是，傳統(tǒng)的激光焊接方法要求使用含有鹽基化合物的焊劑。這將會(huì)帶來(lái)另一個(gè)問(wèn)題，即這種焊劑易于使焊點(diǎn)受到更多腐蝕。

　　上圖：熔化的填充物溶化一側(cè)的鋼鐵材料形成焊點(diǎn)，從而將二者粘接在一起。這種新技術(shù)所形成的化合物非常薄，使得在焊點(diǎn)處的材料性能在某些情況下可能還會(huì)優(yōu)于鋁、鐵二者各自的性能
　　由于新研發(fā)的工藝技術(shù)在焊接過(guò)程中不需要使用焊劑，Corus公司堅(jiān)信這將顯著降低生產(chǎn)過(guò)程中的費(fèi)用和時(shí)間成本。此外，由于未使用含有鹽基化合物的焊劑，焊點(diǎn)將不再受到由于可能存在的腐蝕所產(chǎn)生的威脅。
　　無(wú)焊劑激光焊接技術(shù)通過(guò)使用一種含有鋁填充物的金屬絲在焊接面的鋁材一側(cè)制造一個(gè)焊接點(diǎn)。熔化的填充物附著在另一側(cè)的鋼鐵材料上，從而將二者粘接在一起。非常重要的一點(diǎn)是，實(shí)驗(yàn)已經(jīng)表明，這種新技術(shù)所形成的化合物層非常薄，使得在焊點(diǎn)處的材判性能在某些情況下，可能還會(huì)優(yōu)于鋁、鐵二者各自的性能。
　　Corus研究設(shè)計(jì)技術(shù)中心的Jurgen Vrenken指出:“我們所研發(fā)的獨(dú)特的無(wú)焊劑激光焊接技術(shù)是綜合應(yīng)用金屬材料科學(xué)與工程經(jīng)驗(yàn)，以幫助制造商在實(shí)際生產(chǎn)中降低成本消耗的一個(gè)成功范例。我們相信，由于新的焊接工藝可以很好地將類(lèi)似于頂棚之類(lèi)的鋁質(zhì)結(jié)構(gòu)焊接至鋼質(zhì)白車(chē)身，這對(duì)干生產(chǎn)商而言，意味著他們?cè)趯?shí)現(xiàn)車(chē)輛輕量化的過(guò)程中，除去選擇高強(qiáng)度的優(yōu)質(zhì)鋼材之外，又多了一個(gè)更好的選擇。