铝-钢异种材料连接技术研究进展——固相焊
大连理工大学科技成果——铝-钢异种金属弧焊技术
大连理工大学科技成果——铝-钢异种金属弧焊技术
一、产品和技术简介：
铝或铝合金与钢之间的热物理性能差异较大，尤其是熔点、比重、热膨胀系数等的巨大差异，导致铝与钢之间难以直接进行弧焊。
为了实现铝与钢之间的可靠焊接，经常需要在钢表面镀上锌、铝或其他金属，或者在铝与钢之间放置过渡层金属或双金属片，从而将铝与钢之间的焊接转化为铝与过渡层金属之间的连接。
然而，在钢表面镀过渡层金属增加了工艺步骤和制造成本，而且，即使增加了过渡层金属，也并不能保证铝-钢焊接接头的可靠性。
该技术可以直接将铝合金与不锈钢采用弧焊技术连接在一起，钢表面不用镀过渡层金属。
拉伸测试结果表明，铝-钢接头断裂在铝合金母材区。
该弧焊技术有利于实现铝-钢异种金属焊接制造过程自动化，提高生产效率。
二、应用范围和生产条件：
该技术可以应用于存在铝-钢异种金属连接的结构中，将铝合金与不锈钢各自的性能优势有效结合起来。
三、获得的专利等知识情况：
铝合金/钢异种金属弧焊技术为本课题组自主研发技术，相关成果已经在国内外学术期刊公开发表，具有自主知识产权。
四、规模与投资、成本估算：焊接成套设备30万。
五、提供技术的程度和合作方式：共同开发或技术转让。
六、产业化程度：目前，该项技术处于实验室阶段，受国家自然科学基金和辽宁省自然科学基金资助，技术条件较为成熟。
铝-钢异种金属搅拌摩擦焊研究
铝-钢异种金属搅拌摩擦焊研究摘要：搅拌摩擦焊是一种新型的固相方法，在异种材料连接方面有广阔的应用前景。
本文从搅拌摩擦的工艺、性能及组织三方面分别介绍了铝-钢搅拌摩擦焊的研究进展，为其深入研究提供了依据。
采用搅拌摩擦焊，异种金属铝-钢可以实现连接，但工艺参数选择范围较小，钢置于前进边时,铝-钢更易连接。
由于铝-钢物理性能的差异，二者流动状态不同，焊核两侧呈现不同结构，接头的力学性能由于脆性金属间化合物的存在而降低。
通过改变热输入或添加第三组元等微量元素的办法可以改善接头的力学性能。
前言在航空航天、交通运输、船舶制造等工业中，为了减轻重量、节约能源、降低成本、满足不同的工作条件, 异种材料的焊接技术日益受到人们的重视[1]。
利用铝及铝合金密度小（大约是钢的1/3），耐腐蚀性、导热率和导电性好的优势，用铝合金代替钢可以减轻结构件的重量，在重型装备轻量化方面具有良好应用前景，然而如何解决铝-钢异种材料间的连接是决定其安全使用的关键问题。
目前，铝-钢的主要连接方法有熔焊中的爆炸焊[2]、焊[3]、熔钎焊[4], 还有固相连接的摩擦焊[5]。
通常爆炸焊接只适用于铝-钢复合板。
采用激光焊和熔-钎焊时，由于铝和钢的熔点、导热性能差异很大，在接头过渡区容易形成多种脆性的金属间化合物，无法获得高质量的接头。
旋转摩擦焊焊接铝-钢又只适用于柱形材料，接头受限制。
以上各种方法都难以保证制备出质量良好的铝-钢焊接接头，限制了其大规模应用。
搅拌摩擦焊（friction stir welding, FSW）是一种新型的固相连接方法，具有高效、环保、热变形和残余应力小等综合优点[6]。
它是利用搅拌头和工件之间的摩擦热，一般低于母材的熔点，因此焊接过程中工件没有熔化，与传统的焊接方法相比，能够有效避免气孔、裂纹等组织缺陷。
此外，搅拌摩擦焊基本不受材料物理化学性能、机械性能及晶体结构等因素的影响，对克服不同材料性能差异带来的焊接困难具有极大的优势[7]，因此在异种金属连接中具有广阔前景，相关机理研究也越来越受到重视。
铝钢固态焊接合界面金属间化合物生长机制
铝钢固态焊接合界面金属间化合物生长机制0 序言在铝/钢异种金属焊接过程中，因两者之间的热物理性能差异较大，在焊接过程中极易形成一定厚度脆硬的Fe-Al金属间化合物，且随着化合物厚度的增加，铝/钢接头的塑性、韧性降低，从而影响接头的力学性能[1-2]. 为了获得可靠的铝/钢接头，需对界面金属间化合物的生长进行抑制. 而理解界面金属间化合物生长动力学特性是有效控制界面金属间化合物生长的前提. 因此，开展铝/钢异种金属接合界面金属间化合物生长动力学的研究具有重要的意义.有关铝/钢接合界面金属间化合物生长动力学的研究集中于固态钢/液态铝、固态钢/固态铝间的反应. Springer等人[3-4]采用热浸渡法对铝/钢界面金属间化合物的生长动力学进行了系统的研究，并且分析了Zn元素对界面金属间化合物生长的影响.Cheng等人[5]在700 ℃的纯铝液态中进行固态纯铁的热浸试验，并对反应后界面金属间化合物的生长动力学进行了研究. Yin等人[6]探讨了Si元素对固态钢与液态铝反应后界面金属间化合物生长的影响. 吴铭方等人[7]以纯铁/纯铝作为扩散偶，在保持铝、铁为固态条件下，变化加热温度和保温时间进行扩散焊试验，研究了界面元素扩散行为和反应层生长机理. Jindal等人[8]利用滚压焊的方法将IF钢与铝箔进行连接，在500 ℃温度下变化时间对接头进行退火处理，研究了界面金属间化合物层的生长动力学. 既往的研究结果表明，铝/钢扩散偶材料成分、制作方法的不同，其界面金属间化合物生长动力学也有所不同. 因此，为了给调控铝/钢界面反应提供广泛的数据支撑，有关铝/钢界面金属间化合物生长特性的研究还需进一步进行.鉴于此，文中以铝/钢爆炸焊接头为研究对象，在300 ～600 ℃加热温度下对接头进行加热处理，观察、分析界面金属间化合物层的特征，研究界面金属间化合物的生长特性.1 试验方法试验材料为国产15 mm厚的1A80纯铝板和40 mm厚的Q235低碳钢板，其化学成分见表1. 试验采用爆炸焊方法焊接，采用的参数如下：低爆速的岩石硝铵炸药、平行安装法、防护垫为橡胶，1A80纯铝板为覆板，Q235低碳钢板为基板.爆炸焊前，被焊材料纯铝和低碳钢表面用无水乙醇洗净后烘干. 焊后，将爆炸焊接头加工成55 mm ×20 mm × 10 mm的试样，置于恒温箱中进行加热处理. 加热温度分别为 300，400，500 和600 ℃；同一温度下加热时间分别为1，2，4，9和16 h. 热处理后，用线切割将试样加工成不同形状的两组. 一组用于界面组织观察，其尺寸为20 mm × 20 mm × 10 mm(长度方向20 mm中钢、铝各为10 mm)；另一组用于拉伸试验，其尺寸如图1所示.表1 材料化学成分(质量分数，%)Table 1 Chemical compositions of materials材料 Cu Ti Mg V C P S Si Mn Fe Al 1A80 0.030.030.020.05 ——— 0.150.020.15 余量Q235 ——— 0.060.140.040.020.4 1.0余量—图1 试样形状与尺寸(mm)Fig. 1 Shape and size of sample对试样进行研磨、抛光后，用扫描电子显微镜(SEM，JEOL JSM-6300)沿着接合面观察界面区的微观形貌，并且对界面反应层进行成分分析. 在室温条件下以1.7 × 10-5 m/s的速率对接头进行拉伸试验.虽然当前乡镇中心幼儿园教师队伍的管理工作仍面临诸多问题，但要不惧困难迎难而上，积极面对压力与挑战，采取多种有效方法全面打造教师队伍。
铝-钢异种金属搅拌摩擦焊研究现状及展望
铝-钢异种金属搅拌摩擦焊研究现状及展望随着现代工业的不断发展，钢、铝等金属材料越来越广泛地应用于航空航天、汽车、轮船、火车等领域，因此如何实现这些材料的高效连接成为了一个研究热点。
传统的焊接技术，如电弧焊、气体保护焊等，存在着成本高、工艺复杂、易污染等缺点。
而摩擦焊因其无污染、低成本、高效率等优点，受到了广泛关注。
然而，由于钢和铝之间存在严重的材料差异，铝-钢异种金属摩擦焊变得极具挑战性。
目前，针对铝-钢异种金属摩擦焊问题，研究者结合实验和模型仿真等手段进行了广泛的研究。
研究成果主要涉及以下几个方面：（1）难点问题：铝和钢两种材料在摩擦焊接过程中存在的差异性使得焊接过程非常困难，如界面反应、扭转瞬间的热变形、金属蒸发等问题都需要克服。
而传统的工艺参数无法适用于铝-钢异种金属摩擦焊的情况，因此需要针对性的工艺参数优化。
（2）优化工艺方法：研究者发现，在铝-钢异种金属搅拌摩擦焊中，采用混合力和无负荷起始工艺是一种优化的焊接方法。
混合力可以增加初始焊接质量，无负荷起始可以减小焊接过程中的不均匀性。
（3）材料界面特性：从焊缝的微观结构、硬度分布和断口形貌等方面研究铝和钢之间的界面特性，可以更深入地理解铝-钢异种金属摩擦焊的本质。
（4）金属熔深分析：采用热仿真实验和有限元模拟等手段，对铝-钢异种金属焊接时的金属熔深进行分析，可以为优化焊接工艺提供指导。
未来展望：（1）工艺参数寻优：针对铝-钢异种金属焊接，在工艺参数寻优方面还有待进一步探索，如利用人工智能等技术快速优化焊接参数。
（2）界面反应机理研究：界面反应是阻碍铝-钢异种金属焊接的重要因素，未来需要在深入研究其机理的基础上，开发新的界面调节材料和工艺方法。
（3）高强度焊接研究：针对铝-钢异种金属的高强度焊接需求，需要研究更高效、更稳定的工艺及材料组合。
总之，铝-钢异种金属搅拌摩擦焊是目前一个富有挑战的问题，但其优越性是显而易见的。
在未来的研究中，应不断深入探索其机理，提高其焊接强度、耐久性和适用范围，从而更好地实现铝-钢异种金属的高效连接。
铝钢异种金属焊接性能的研究
铝钢异种金属焊接性能的研究1. 概述近年来,随着节能减排和环保要求的提高,在保证汽车安全性能的前提下,汽车轻量化成为了汽车工业发展的重要方向.铝以其在地球上的储量大、密度低、比强高、耐腐蚀性强等大量优点,使其在汽车轻量化进程中得到广泛应用.当前大量交运工业都采用了'以铝代钢'的铝/钢焊接复合结构.国内外科研工作者研究了多种铝钢焊接的方法,如扩散焊、爆炸焊、摩擦焊、熔化焊、钎焊、熔钎焊等,但存在异种材料连接强度不高或者连接方法使用范围受限等缺点.冷金属过渡焊(CMT)是一种新型焊接技术,能够实现送丝与焊接中焊丝熔滴过渡的相互协调,具有无飞溅、热输入低和效率高等优点,有着广阔的应用前景.铝/钢界面的金属间化合物及种类将严重影响铝/钢焊接接头性能,而影响CMT焊接工艺性能的主要参数有:焊接电流、焊接时间、电弧电压、焊接速度和送丝速度等.本文基于C M T焊接工艺技术,探究了1050铝合金板和Q235镀锌板焊接接头的微观组织和力学性能.为了使评价指标权重的确定更加科学准确，本文将层次分析法和熵值法结合起来使用，取其权重的综合值作为指标的综合权重.既能够充分考虑专家的知识及经验，又可以减少在指标权重确定的过程中主观随意性影响，使评价结果更加客观可靠[6，8]。
综合权重计算公式为:2. 试验材料及方法选用规格为50mmX250mmX 1mm的1050铝合金板和Q235镀锌板作为焊接材质,焊丝选用直径为1.2mm的ER4043(AlSi5)焊丝.采用奥地利Fronius公司生产的TSP5000CMT数字化冷金属过渡焊机.焊接接头形式为搭接接头,铝合金板在上,镀锌板在下.焊接前先清洗镀锌钢板表面的油污,并在表面涂抹一层特定成分的特种钎剂,置于烘箱中烘干后待用.然后去除铝合金板表面的氧化膜,并用丙酮清洗.铝合金板清理干净后需要立即进行焊接,以防被再次氧化.焊接时的送丝速度为3.9mm/min,焊接速度为300mm/min.焊接后垂直于焊缝取样,分别制备拉伸试样和金相试样.金相试样经镶嵌、研磨和抛光后,先用4%的硝酸酒精腐蚀样品的钢侧,再用0.5%的氢氟酸水溶液腐蚀样品的铝侧,然后在显微镜和扫描电镜下观察组织.拉伸试验在电子万能试验机上进行,拉伸速度为1mm/min.a）电机的工作环境：设备在铺管船作业线室内使用，高盐雾、高湿度、尘土、金属粉尘等污染物较多，环境温度-20℃～+50℃；新型职业农民培养的苏南模式是在江苏经济发达地区全面推动城乡一体化的背景下，针对农村劳动力结构性变化引起的“谁来种地”现实问题，基于职业生涯选择、产业体系转型和生产技能提升的多重需求，将新型职业农民培养与高职院校教学改革相融合，确定了本土化来源的青年学生、现有农业经营主体、传统农民三类培养对象，采用三线耦合的培育路径培养青年职业农民、新型农业经营主体、新型农业生产者，定向培养本土化新型职业农民，形成“校地联动、教产衔接、开放共享、终身学习”的人才培养新模式，将职业养成、职业提升和终身学习有机耦合，实现精准培育和开放培养，从而解决谁来种地和如何种好地的问题(图2)。
铝合金／钢异种金属熔-钎焊技术研究进展
中图分类号 ： Ｔ ４ ７ １ Ｇ ５ ．７
０ 前
言
头 强度 ， 受工 件形 状 和尺 寸 的限制 ， 但 应用 范 围和 接 头
形式受到了很 大的限制。另外 ， 一些传统 的铝合金 与
钢 机械 连接 方法 如铆 接 、 栓 连 接都 有 各 自的不 足 ， 螺 而 不 能满 足 日益 发展 的 铝 合 金／ 复 合 结 构 在 密 封 及 表 钢
铝 与铁 的热 物 理 性 能 相 差 很 大 ， 因而 给 铝 和 钢 的
熔 化焊 带来 了很 多 困难 。表 １列 出了 铝 和铁 的主 要 热
间化合物 ， 严重 恶化接 头的力学性能 ， 而使铝合金／ 从 钢熔化焊接头失去了应用价值 。对于钎焊和摩擦焊等 固相连接方法来说 ， 虽然可以得到较高的铝合金／ 钢接
参考。 １ 铝 与 钢焊 接 时存在 的 问题
焊、 钎焊 、 爆炸焊、 扩散焊 、 电阻焊和激光 焊等 ， 可分 为 熔化 焊 、 焊和 固相 焊 三大 类 。对 熔 化 焊来 说 ， 钎 由于铝
与 钢两 种金 属 在 固态 下 几 乎 不 固溶 ， 热 物 理 性 能差 且
异较 大 ， 焊 接接 头 内极 易生成 硬 而脆 的 Ｆ 在 ｅ—Ａ 金属 １
收稿 日期 ： ０ ０—１ ２ ２ １ ０— ９
物理性能参数Ｈ 。 Ｊ 从表中数据可知 ： （ ）由于铝和钢 的熔 点和密度相差均 比较大 ， １ 当 钢完全熔化时 ， 液态铝浮在钢表面上 ， 冷却结晶后焊缝 成分很不均匀 ， 严重降低 了接头的质量 。此外 ， 铝易氧
基金 项 目： 国家 自然科学基金资助 项 目（ ０ ０ ０ ９ ； ５ ９ ５９ ） 教育部博士 点基金
铝和钢异种材料连接应用场景
铝和钢异种材料连接应用场景铝和钢两种材料都是工业中广泛使用的材料，分别具有不同的优点和特点。
但在某些领域，需要将这两种材料进行连接，形成异种材料的材料组合体，以满足特定应用场景的需求。
本文将围绕铝和钢异种材料连接应用场景进行探讨。
一、异种材料连接方式在铝和钢的异种材料连接中，常用的连接方式有焊接、铆接和粘接三种方式。
焊接是最常见的连接方式，具有连接强度高、连接效率高等优点；铆接则是一种使用铆钉将两种材料连接在一起的方式，优点在于连接后不会破坏原有表面涂层、不会影响美观；粘接则是一种使用胶水等粘合材料进行连接的方式，连接效果取决于材料粘合强度。
二、航空航天领域应用在航空航天领域中，由于需要具备轻量化的特点，航空器结构中大量采用了铝等轻质材料。
但机身的重要部分如机翼、落地装置等需要具备较高的强度，因此需要在铝结构中嵌入一定数量的钢制件。
此时常常采用铆接或焊接方式将两种材料连接在一起，实现了航空器的轻量化和强度的提升。
三、汽车领域应用在汽车制造中，铝合金构件具有良好的耐腐蚀、轻量化等优点，被广泛应用于整车结构中。
而车辆制动系统中需要使用钢质材料来承受制动力矩，如刹车盘、制动卡钳等。
因此，对于汽车制造中铝和钢的异种材料连接，通常采用焊接、铆接等方式来完成。
四、建筑领域应用在建筑领域中，铝合金门窗及幕墙等建筑材料广泛应用于商业办公大楼等建筑领域中。
在建筑结构中，钢材用于梁柱等承重构件的制作，但有些场景需要在钢结构中添加铝制构件，以提高防腐能力和减轻结构质量。
此时，采用焊接、铆接等方式将铝和钢材进行连接。
总之，铝和钢材的异种材料连接应用场景多种多样，均需要采用合适的连接方式。
焊接、铆接和粘接均是常用的连接手段，需要根据实际应用情况进行选择。
铝和钢的异种材料连接在实际应用中发挥着重要的作用，带来了优异的性能和应用效果。
铝钢异种材料焊接研究现状与发展
铝钢异种材料焊接研究现状与发展铝钢异种材料的焊接是一种常用的重要连接方式，它是在热加工的情况下，把两种不同的金属或非金属材料经由填充材料的辅助焊接而成为一体，从而达到坚固连接、结构固定和抗外力作用的效果。
近年来，随着技术的发展和铝钢异种材料应用的增多，铝钢异种材料焊接成为一种重要的焊接方式。
本文就铝钢异种材料焊接研究现状与发展进行综述，旨在进一步发展铝钢异种材料焊接技术，为科学研究提供一定的理论基础。
一、钢异种材料焊接的基本性能铝钢异种材料焊接具有良好的工艺性能，可以实现快速焊接、结构化焊接及定位精度的控制。
同时，铝钢异种材料焊接具有一定的高温耐受性和抗腐蚀性，不易因外部温度和湿度的变化而受到影响。
有限度的改变焊缝结构可增加材料的强度和耐磨性，以及抗腐蚀性、颜色不变性等性能。
但是，由于铝钢异种材料的焊接过程中易受到外部的机械应力和温度、湿度的影响，所以必须采取一定的措施来控制这些因素。
并且由于材料的物理、化学性能不同，对焊接后材料结构形状、强度、粘接性和可靠性的要求也不同，因此在选择焊接方式和技术参数时，需要综合考虑这些因素。
二、究现状铝钢异种材料焊接的研究现状主要包括焊接技术及研究、基础研究及数值模拟、材料及材料组合研究等方面。
在发展的过程中，各种焊接方法的性能也有所提高，如单晶焊接（SMAW）、电弧焊接（MMAW）及埋弧焊接（TIG）等。
焊接参数的研究也不断深入，如焊接电流、电压、材料厚度、温度和湿度等。
相关研究成果表明，改变不同参数可以改变焊接特性，改善焊接质量和提高焊接性能。
基础研究的重点是研究焊接温度的分布情况，以及焊缝中残余应力和应变的分布状况等。
不同的焊接方式，焊接温度的分布会有所不同，也会影响焊接的质量和性能。
相关研究成果表明，如使用半结晶或全结晶焊接、无用氩气填充焊接等较新的技术可以显著改善焊接质量。
对于Ⅱ型铝钢异种材料焊接，如不锈钢/铝、铝/铁、铝/铜等，目前主要进行材料组合的研究，以及进行c温度和弹性的考察。
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成 。当金属 间化 合 物 达 到 一定 厚 度 时 ， 脆 性 金 属 间 化
合 物在 很小 的应 力下 就 会 开 裂 ， 直 接 带 来 的就 是 低 强
度 的接头 。 ２ 铝一 钢 异种 材料 固相连 接技 术研究 进展 ２ ． １ 扩散焊
法 的技术特点 ， 阐述了连接工艺、 组织和性能的关系 。对 各种 焊接方法 的优缺点及发 展现状进行 了分 析 ， 并对铝 一
钢 连 接 的研 究 方 向进 行 了预 测 。
关键 词 ： 铝 钢 焊接 异 种 金 属
中图 分 类 号 ： Ｔ Ｇ４ ５ ７ ． １
的反应驱 动力 很 高 的研究 。他们 开 发 出 了 当时 较 为 成 功 的技 术 ， 将 扩散焊与 电镀银结 合 ， 分别 可靠 连接 了 １ ２ ． ７ ｍ ｍ， ２ ０ ３ ． ２
ｍ ｍ和 ５ ０ ８ ｍｍ 直 径 的 ２ ２ １ ９铝 合金 和 ３ ２ １不 锈 钢 管 。 工艺 参数包 括 电镀 银 、 焊接温度 ２ ６ ０～３ ５ ０ ｏ Ｅ、 焊 接 压 力１ ３ ８～１ ７ ２ Ｍ Ｐ ａ 及 焊接 时 间 ２～ ４ ｈ 。５ ０ ８ ｒ ／ ｉ ａ 直 径 的 ｒ
铝合 金 的复合 结 构 ， 在 大 多数 情 况 下 则 还 是 更 经 济 和
扩散 焊是一 种 固相 连 接 方 法 ， 通 过加 以适 当 的 温 度 和压力并 保持 足够 的时 间来 使 被焊 材 料 界 面发 生 扩 散 并最终 实 现 连接 。扩 散 焊有 ５个 主要 的工 艺 参 数 ： 时间 、 温度、 压力 ， 材 料 表 面状 态及 环 境 。通 过 优 化 工 艺 参数 ， 元素 的扩散 量 和金 属 间 化合 物 的 生 成 可 得 到 有 效控 制 ， 所 以扩 散 焊被 列 为 连 接 冶 金 上 不 相 容 的 异 种 材料 的有 效方法 之一 。 波音公 司和 美 国航 空 航 天 局 Ｃ ． Ｈ．Ｃ ｒ ａ ｎ ｅ等 人 在１ ９ ６ ７年就对 铝 合 金 一不 锈 钢 的扩 散 焊 进 行 了较 为
基 金 项 目 ：国家 自然 科 学 基 金 （ ５ ０ ８ ７ ４ ０ ３ ３ ） 。 １ ８ ２ ０ １ ３年 第 ９期
专题综述 ｒ 缛掳
镀银 ， ２ ０ ４ ｏ Ｃ， １ １ ７ ＭＰ ａ ， １ ０ ｍ ｉ ｎ条 件 下 即 可 获得 可 靠 接
头 。室 温抗 拉强 度可 达 ２ ０ ０～２ ４ ０ ＭＰ ａ 。
更 理性 的选择 。近年 来 ， 随 着航 空 航 天 、 汽车、 铁路、 造
船 等领域 采用 铝／ 钢 复合 结构 的产 品逐 渐 增 多 ， 铝 一钢 连 接技术 越 来越 受 到人 们 的关 注 ， 并 逐 渐 成 为 材 料 连 接 研究领 域 的热点 问题 。
１ 铝 一钢 异种材 料连 接 的难点
接头 通过 了室 温和 ～１ ９ ５ ｏ Ｃ循 环 压 力试 验 且 爆 破试 验
的焊缝 ； 此外 ， 热 导率 ， 线 胀 系 数 以 及 比热 的 差 异 都会
为焊 接过程 带 来 很 大 困难 ， 非 对 称 温度 场 以及 较 大 的
接头 残余应 力都很 难 避免 。 铝钢连 接最 主要 的 问题是 铝 一铁脆 性 金 属 间化 合
０ 前 言
短 的 时间 内 ， 通 过液 态铝 一液 态 钢直 接 反应 、 液态铝 一
固态钢 界 面 反 应 或 固态 铝 一固态 钢 界 面 扩 散 即 可 生
节 能减 排与绿 色环 保是 二 十 一世 纪 制造 业 的重 要
课题 ， 这 就要 求设计 者将 更 多 的精 力 放在 轻 质结 构 上 。 制 造业 对轻 质结构 的需 求使 人 们 对 多种 材 料 的复合 结
物 的 生 成 。 由于二 者 彼 此 的 固溶 度 很 小 ， 并 且 该 体 系
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３— ０ ６—１ ３
压 力在 一１ ９ ５℃达 到 ４ ． ８ ＭＰ ａ 。接 头抗 热震 性 ， 密 封性
及 耐蚀性 均 良好 。
美 国劳伦 斯利 福摩尔 国家 实 验室 Ｅ ． Ｒ ．Ｎ ａ ｉ ｍ ｏ ｎ等 人 在 １ ９ ８ １年进 一 步 发 展 了采 用 银 作 为 过 渡 层 扩 散 连接铝 一不锈 钢技 术 。采用 物 理气 相 沉积 银 膜 替代 电
料 组合 到 一 起 并 充 分 利 用 它 们 各 自独 特 的 性 能 。 例
如， 高 强钢 可 以满 足高 承 载 的要 求 ， 铜 是 理 想 的高 导 电
和高 导热材 料 ， 铝 合 金 在 某 种 程 度 上 与 铜 相 似但 却 更 轻并 能够很 好 的耐 大 气 腐 蚀 。尽 管 陶 瓷 、 聚 合 物 及 各 种新 型复合 材 料 在 不 断 涌 现 ， 但 传 统 金 属 材 料 如 钢 及
首 先二 者熔 点相差 很 大 ， 从 传统 熔 焊 的角 度来 看 ， 如果暂 不考 虑金 属 间化合 物 的生 成 问题 ， 当铝 熔 化 时 ， 钢 仍处 于 固态 ， 继 续增 加 能量 至 钢熔 化后 ， 由于二 者密 度 相差 很大 ， 液态 铝浮 于液 态 钢 上 ， 无法 得 到 成分 均 匀
ｒ
蜉掳 专题综述
～
铝 一钢 异 种 材 料 连 接 技 术 研 究 进 展 — — 固 相 焊
哈 尔滨工 业 大学 先进 焊接 与连接 国 家重 点 实验 室（ １ ５ ０ ０ ０ １ ） 何 欢 陈 哲 林三 宝
范成 磊
摘要
杨 春利
详细综述 了铝钢异种材料 固相连接技术的研究进 展 ， 重点分析了扩散焊 、 摩擦 焊、 搅拌 摩擦 焊等连接方