一種鋁基復(fù)合材料的電阻點(diǎn)焊方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋁基復(fù)合材料的電阻點(diǎn)焊方法。在對(duì)鋁基復(fù)合材料進(jìn)行電阻點(diǎn)焊連接時(shí)，在鋁基復(fù)合材料之間添加一厚度為2～10μm的純鋁箔片，在鋁基復(fù)合材料之間添加一純鋁箔片進(jìn)行點(diǎn)焊連接時(shí)，其預(yù)壓時(shí)間為0.8～1.8秒，維持時(shí)間為1.0～2.2秒，電極壓力為2500～3500牛頓，焊接時(shí)間為0.3～0.5秒，焊接電流為16.5～19.5千安。本發(fā)明通過在鋁基復(fù)合材料之間添加一純鋁箔片進(jìn)行電阻點(diǎn)焊連接，從而有效改善目前鋁基復(fù)合材料電阻點(diǎn)焊熔核直徑小、接頭強(qiáng)度低和粘連等缺陷。利用本發(fā)明對(duì)鋁基復(fù)合材料進(jìn)行點(diǎn)焊，其熔核平均直徑為7.2mm，接頭的平均抗剪力為2043.9牛。
【專利說明】一種鋁基復(fù)合材料的電阻點(diǎn)焊方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種提高鋁基復(fù)合材料電阻點(diǎn)焊接頭性能的工藝方法，具體涉及一種在常規(guī)鋁基復(fù)合材料電阻點(diǎn)焊基礎(chǔ)上通過在兩個(gè)鋁基復(fù)合材料之間添加純鋁箔片來改善接頭性能的工藝方法。即本發(fā)明具體涉及一種鋁基復(fù)合材料的電阻點(diǎn)焊方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋁基復(fù)合材料是目前應(yīng)用最廣、發(fā)展最快的一種金屬基復(fù)合材料，具有高比強(qiáng)度、高比模量、耐磨性好和熱膨脹系數(shù)低等優(yōu)點(diǎn)，還可以根據(jù)需要對(duì)材料的性能進(jìn)行組合設(shè)計(jì)，因而有較大的應(yīng)用前景。然而，鋁基復(fù)合材料的基體與增強(qiáng)相之間熱物理性能如熔點(diǎn)、導(dǎo)熱系數(shù)、熱膨脹系數(shù)以及化學(xué)相容性相差較大，使其焊接要比單相均質(zhì)材料復(fù)雜得多，形成高強(qiáng)度的焊接接頭較困難。這種材料的連接問題一直阻礙著該種材料的迅速發(fā)展，成為該材料走向?qū)嵱没恼系K。
[0003]電阻點(diǎn)焊是一種主要用于薄板連接的制造工藝，因其具有生產(chǎn)率高、焊接質(zhì)量好、低成本和易實(shí)現(xiàn)高速自動(dòng)化生產(chǎn)等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于汽車制造及航空等工業(yè)部門。另外，對(duì)于鋁基復(fù)合材料電阻點(diǎn)焊而言，點(diǎn)焊過程加熱時(shí)間短，能有效抑制增強(qiáng)相與基體鋁Al間的界面反應(yīng)，并且在壓力作用下成形，接頭成型更致密。所以，電阻點(diǎn)焊更適合用于此類鋁基復(fù)合材料的連接，是一種很有前景的復(fù)合材料焊接工藝。
[0004]本發(fā)明技術(shù)人員根據(jù)鋁基復(fù)合材料的性能和電阻點(diǎn)焊工藝的特點(diǎn)，前期曾進(jìn)行了SiCp/LY12復(fù)合材料的電阻點(diǎn)焊工藝研究，驗(yàn)證了電阻點(diǎn)焊制造工藝完全可以應(yīng)用到含有增強(qiáng)相的鋁基復(fù)合材料連接中(詳見論文:袁森，李杏瑞.SiCp/LY12復(fù)合材料的電阻點(diǎn)焊工藝研究[J]，金屬鑄鍛焊技術(shù)，2008，37 (1):49-51)。但是，在此工藝下形成的熔核平均直徑較小，只有4.3mm,沒有充分發(fā)揮材料的潛能。
[0005]據(jù)此，本發(fā)明技術(shù)人員在2009年申請(qǐng)的發(fā)明專利“鋁基復(fù)合材料的電阻點(diǎn)焊新方法”(專利號(hào)為CN200910065736.6)中進(jìn)行了改進(jìn)，詳見該發(fā)明專利的具體內(nèi)容。在該專利提供的技術(shù)方案中，對(duì)鋁基復(fù)合材料連接時(shí)，在鋁基復(fù)合材料和電極之間添加不銹鋼(該專利的電阻點(diǎn)焊示意圖詳見附圖1)。由此可以增加熱輸入，減少熱散失。但是，在后續(xù)深入的研究中發(fā)現(xiàn)該專利存在如下主要缺陷:
(I)點(diǎn)焊熔核直徑未達(dá)到最大值、點(diǎn)焊接頭的抗拉剪力還有待提高；即點(diǎn)焊熔核直徑和點(diǎn)焊接頭的抗拉剪力均有待進(jìn)一步提高。
[0006]對(duì)于鋁基復(fù)合材料的電阻點(diǎn)焊，接頭沒有缺陷時(shí)，熔核直徑越大，接頭的拉剪力越大；CN200910065736.6的發(fā)明專利中熔核直徑為5.3mm，不是最大值；拉剪力為1693牛頓，也不是最大值。
[0007](2)接頭區(qū)易過熱，容易產(chǎn)生不銹鋼和鋁基復(fù)合材料工件之間的粘連(粘連現(xiàn)象詳見附圖2)。
[0008](3)按照CN200910065736.6的發(fā)明專利公開的技術(shù)方案進(jìn)行電阻點(diǎn)焊焊接時(shí)，由于不銹鋼與鋁基復(fù)合材料試樣表面不可能絕對(duì)平整，而且不銹鋼(例如ICrlSNiOTi)的電阻率為70 X 10_6?130 X 10_6Ω.m，而鋁合金(例如LY12)的電阻率為4.4 χ 10_6Ω.m，相差約20倍；不銹鋼的熱傳導(dǎo)系數(shù)為20W/ (m.K)，鋁合金的熱傳導(dǎo)系數(shù)為237W/ (m.K)，相差約10倍。從而使得點(diǎn)焊時(shí)不銹鋼和鋁基復(fù)合材料的接觸面迅速升溫，不易散熱，很容易造成不銹鋼和鋁基復(fù)合材料試樣之間的粘連，影響試樣表面質(zhì)量，損壞電極，降低接頭的力學(xué)性能。
[0009](4)按照CN200910065736.6的發(fā)明專利公開的技術(shù)方案進(jìn)行電阻點(diǎn)焊焊接時(shí)，因過熱極易在點(diǎn)焊接頭區(qū)形成氫氣孔缺陷(詳見附圖2)。
[0010]本發(fā)明技術(shù)人員經(jīng)過長期不懈的深入研究，研制出一種能夠解決上述鋁基復(fù)合材料點(diǎn)焊焊接時(shí)存在的缺陷的新點(diǎn)焊工藝方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:針對(duì)現(xiàn)有鋁基復(fù)合材料電阻點(diǎn)焊方法存在的熔核直徑較小、點(diǎn)焊接頭的抗拉剪力較小和粘連等缺陷，本發(fā)明提供一種能夠提高目前鋁基復(fù)合材料電阻點(diǎn)焊接頭性能的方法，即本發(fā)明提供一種新的鋁基復(fù)合材料電阻點(diǎn)焊方法。本發(fā)明技術(shù)方案通過在鋁基復(fù)合材料之間添加一純鋁箔片進(jìn)行電阻點(diǎn)焊連接，從而有效改善目前鋁基復(fù)合材料電阻點(diǎn)焊接頭性能的問題，即從而解決了鋁基復(fù)合材料電阻點(diǎn)焊熔核直徑小、接頭強(qiáng)度低和粘連等缺陷。
[0012]為了解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
本發(fā)明提供一種鋁基復(fù)合材料的電阻點(diǎn)焊方法，在對(duì)鋁基復(fù)合材料進(jìn)行電阻點(diǎn)焊連接時(shí)，在招基復(fù)合材料之間添加一厚度為2?10 μ m的純招猜片，在招基復(fù)合材料之間添加一純鋁箔片進(jìn)行點(diǎn)焊連接時(shí)，其預(yù)壓時(shí)間為0.8?1.8秒，維持時(shí)間為1.0?2.2秒，電極壓力為2500?3500牛頓，焊接時(shí)間為0.3?0.5秒，焊接電流為16.5?19.5千安。
[0013]根據(jù)上述的鋁基復(fù)合材料的電阻點(diǎn)焊方法，所述鋁基復(fù)合材料的基體為2A12、2A11、2A14、6A02、2A50、2B50和3A21中的任一種；所述鋁基復(fù)合材料的增強(qiáng)相為碳化硅顆粒、碳化硅晶須或氧化鋁顆粒。
[0014]根據(jù)上述的鋁基復(fù)合材料的電阻點(diǎn)焊方法，所述鋁基復(fù)合材料的增強(qiáng)相顆粒平均粒徑為5?15 μ m，增強(qiáng)相在鋁基復(fù)合材料中所占的體積分?jǐn)?shù)為12?18%。
[0015]根據(jù)上述的鋁基復(fù)合材料的電阻點(diǎn)焊方法，所述鋁基復(fù)合材料加工成試樣，試樣兩邊等厚，其厚度為1.2?2.0mm。
[0016]根據(jù)上述的鋁基復(fù)合材料的電阻點(diǎn)焊方法，所述鋁基復(fù)合材料試樣的規(guī)格為45X25X 1.5mm，鋁基復(fù)合材料試樣焊接時(shí)搭接長度為13?16mm。
[0017]根據(jù)上述的鋁基復(fù)合材料的電阻點(diǎn)焊方法，所述在鋁基復(fù)合材料電阻點(diǎn)焊過程中冷卻水流量為2?4升/分。
[0018]根據(jù)上述的鋁基復(fù)合材料的電阻點(diǎn)焊方法，所述點(diǎn)焊機(jī)電極材料為紫銅，電極直徑為12?28mm,電極端部形狀為球面電極、圓頂電極或平面電極。
[0019]根據(jù)上述的鋁基復(fù)合材料的電阻點(diǎn)焊方法，所述鋁基復(fù)合材料在電阻點(diǎn)焊開始前將其表面和背面用砂紙打磨，去除表面氧化膜，再用丙酮清理并風(fēng)干；所用純鋁箔片光滑平整，并且在電阻點(diǎn)焊前用丙酮清洗干凈并風(fēng)干。
[0020]點(diǎn)焊工藝過程結(jié)束后，取出點(diǎn)焊試樣，即得到本發(fā)明技術(shù)的鋁基復(fù)合材料電阻點(diǎn)焊接頭。點(diǎn)焊接頭的微觀形貌如附圖8所示，在熔核中心區(qū)顆粒分布均勻，但數(shù)量稀少；在焊縫過渡區(qū)母材顆粒較多，從點(diǎn)焊熔核中心到過渡區(qū)再到母材區(qū)基體連接好，未出現(xiàn)氣孔、裂紋等缺陷，進(jìn)一步證實(shí)了采用本發(fā)明技術(shù)方案焊接鋁基復(fù)合材料的可行性。
[0021]本發(fā)明的積極有益效果:
1、本發(fā)明在招基復(fù)合材料電阻點(diǎn)焊現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，在兩個(gè)招基復(fù)合材料試樣之間放置一純鋁箔片(參見附圖3)，把原來兩個(gè)試樣的直接點(diǎn)焊變成兩個(gè)試樣中間添加純鋁箔夾層的點(diǎn)焊，從而改善電阻點(diǎn)焊時(shí)熱源的狀態(tài)。采用本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行電阻點(diǎn)焊連接，增加兩個(gè)接觸電阻Rcl，根據(jù)點(diǎn)焊產(chǎn)熱公式可知(電阻點(diǎn)焊電阻示意圖詳見附圖5)，在其它條件相同時(shí)從熔核內(nèi)部直接增加點(diǎn)焊接頭區(qū)的產(chǎn)熱，從而可形成直徑為7.2mm的較大點(diǎn)焊熔核。
[0022]2、本發(fā)明在兩個(gè)鋁基復(fù)合材料之間添加一純鋁箔片，從微觀上改善接頭的連接特性，減少弱連接的對(duì)數(shù)，提高接頭的拉剪力(參見附圖6)。
[0023]從附圖6可以看出，不加Al箔時(shí)，點(diǎn)焊接頭區(qū)連接方式有Al-Al、Al-SiC及SiC-SiC ;添加Al箔后，點(diǎn)焊焊接頭區(qū)連接方式為Al-Al及Al-SiC。SiC屬于陶瓷材料，在點(diǎn)焊連接方式中SiC-SiC及Al-SiC屬于弱連接，連接強(qiáng)度低；而Al-Al連接的強(qiáng)度要遠(yuǎn)大于SiC-SiC及Al-SiC。所以，Al箔的加入，使原來增強(qiáng)體-增強(qiáng)體、(弱連接)轉(zhuǎn)變?yōu)樵鰪?qiáng)體-基體連接(強(qiáng)連接)，接頭強(qiáng)度得到顯著提高。
[0024]進(jìn)一步分析可知，Al箔在電阻點(diǎn)焊接頭加熱成型過程中，類似于釬料，在電阻熱作用下熔化、潤濕點(diǎn)焊區(qū)母材及顆粒的作用，促進(jìn)接頭間的原子擴(kuò)散及冶金結(jié)合，進(jìn)一步提高接頭強(qiáng)度。
[0025]3、在本發(fā)明中，通過在兩個(gè)鋁基復(fù)合材料試樣中間添加純鋁箔片增加點(diǎn)焊時(shí)接頭區(qū)的電阻，在電流一定時(shí)增加接頭區(qū)的熱輸入，改變熱源狀態(tài)，改善接頭微觀成型，同樣板厚情況下形成的熔核平均直徑為7.2mm，接頭的平均抗剪力為2043.9牛。
[0026]4、在電阻點(diǎn)焊機(jī)熱容量有限的情況下通過本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行點(diǎn)焊連接，使焊機(jī)可焊板材厚度達(dá)到1.2?2.0_，擴(kuò)大焊機(jī)的適用范圍，降低對(duì)電阻點(diǎn)焊機(jī)設(shè)備的損傷，且該焊接工藝簡單便捷。
[0027]因此，在對(duì)鋁基復(fù)合材料進(jìn)行電阻點(diǎn)焊連接時(shí)，鋁基復(fù)合材料之間添加一純鋁箔片，不僅能增加焊接區(qū)的熱輸入，提高鋁基復(fù)合材料的電阻點(diǎn)焊的工作效率，減少電極粘接的發(fā)生，還能有效改善接頭微觀的連接狀態(tài)，減少接頭的區(qū)弱連接，顯著提高電阻點(diǎn)焊接頭的拉剪力，同時(shí)降低對(duì)電阻點(diǎn)焊機(jī)設(shè)備的熱損傷，并且操作方法簡單。因而，本發(fā)明是一種簡單有效的鋁基復(fù)合材料電阻點(diǎn)焊新技術(shù)，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
[0028]5、本發(fā)明與CN200910065736.6的發(fā)明專利存在的主要不同及優(yōu)越之處，主要有以下幾點(diǎn):
a、添加的材料不同，CN200910065736.6的發(fā)明專利采用的是0.1?0.2mm厚的不銹鋼片，本發(fā)明采用的是2?10 μ m的純鋁箔片。
[0029]b、添加材料的數(shù)量和施加部位不同，CN200910065736.6的發(fā)明專利添加的不銹鋼片是兩片，分別位于兩個(gè)電極和鋁基復(fù)合材料試樣之間；而本發(fā)明添加的純鋁箔是一片，位于兩個(gè)鋁基復(fù)合材料試樣之間。
[0030]C、本發(fā)明技術(shù)方案改進(jìn)后取得的效果不同，本發(fā)明點(diǎn)焊技術(shù)效果較好；本發(fā)明技術(shù)方案中點(diǎn)焊熔核直徑從原來的5.3mm提高到7.2mm,即點(diǎn)焊熔核直徑提高了 35.8% ;同時(shí)本發(fā)明技術(shù)方案點(diǎn)焊接頭的抗剪強(qiáng)度從1693牛提高到2043.9牛，提高了 350.9牛，即抗剪強(qiáng)度提高了 20.7%。
[0031]d、從附圖7可以看出，兩種技術(shù)方案產(chǎn)熱機(jī)理及部位不一樣，CN200910065736.6發(fā)明專利的增加產(chǎn)熱如附圖7 (a)橢圓黑色區(qū)域，是從不銹鋼和試樣之間增加產(chǎn)熱，屬于外圍輔助產(chǎn)熱；本發(fā)明技術(shù)方案的增加產(chǎn)熱如附圖7 (b)的橢圓黑色區(qū)域，是從兩個(gè)試樣之間直接產(chǎn)熱，屬于內(nèi)部直接增加產(chǎn)熱。并且，在CN200910065736.6發(fā)明專利中因?yàn)椴讳P鋼的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鋁基復(fù)合材料和銅電極的導(dǎo)熱系數(shù)，所以散熱慢，最終導(dǎo)致過熱、燒損等缺陷。
[0032]e、從微觀機(jī)理上由于純鋁箔的加入在點(diǎn)焊時(shí)熔化、潤濕、促進(jìn)接頭區(qū)的冶金結(jié)合，另外增加強(qiáng)連接的對(duì)數(shù)，減少弱連接的對(duì)數(shù)，進(jìn)一步從微觀上提高了接頭性能。
[0033]f、采用本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行點(diǎn)焊連接，其設(shè)備和試樣的燒損情況減輕，在本發(fā)明技術(shù)方案條件下沒有發(fā)現(xiàn)明顯的試樣和電極燒損現(xiàn)象。
[0034]g、本發(fā)明采用的工藝參數(shù)不同，增加了預(yù)壓和維持時(shí)間，增加了電極壓力，提高了焊接電流。
[0035]【專利附圖】

【附圖說明】:
圖1 CN200910065736.6發(fā)明專利的鋁基復(fù)合材料電阻點(diǎn)焊方法的電阻點(diǎn)焊示意圖。
[0036]圖2 CN200910065736.6發(fā)明專利存在的粘連和氫氣孔缺陷微觀圖。
[0037]圖3本發(fā)明鋁基復(fù)合材料電阻點(diǎn)焊方法示意圖。
[0038]圖4本發(fā)明鋁基復(fù)合材料電阻點(diǎn)焊試樣搭接接頭示意圖。
[0039]圖5本發(fā)明鋁基復(fù)合材料電阻點(diǎn)焊電阻示意圖。
[0040]圖6本發(fā)明鋁基復(fù)合材料點(diǎn)焊中間夾鋁箔對(duì)接頭微觀成型的影響示意圖。
[0041]圖6中，Ca)為無夾層點(diǎn)焊接頭，(b)為有夾層鋁箔點(diǎn)焊接頭。
[0042]圖7 CN200910065736.6發(fā)明專利與本發(fā)明兩種電阻點(diǎn)焊方法產(chǎn)熱部位及機(jī)理的對(duì)比示意圖。
[0043]圖7中，a為CN200910065736.6發(fā)明專利電阻點(diǎn)焊產(chǎn)熱部位圖，b為本發(fā)明電阻點(diǎn)
焊產(chǎn)熱部位圖。
[0044]圖8本發(fā)明鋁基復(fù)合材料電阻點(diǎn)焊接頭的微觀形貌圖。
[0045]【具體實(shí)施方式】:
以下結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明，但并不限制本發(fā)明的內(nèi)容。
[0046]本發(fā)明采用鋁基復(fù)合材料作為板材，該鋁基復(fù)合材料的基體為2A12、2A11、2A14、6A02、2A50、2B50和3A21中的任一種；所述鋁基復(fù)合材料的增強(qiáng)相為碳化硅顆粒、碳化硅晶須或氧化鋁顆粒；所述鋁基復(fù)合材料的增強(qiáng)相顆粒平均粒徑為5?15 μ m，增強(qiáng)相在鋁基復(fù)合材料中所占的體積分?jǐn)?shù)為12?18%。
[0047]本發(fā)明在鋁基復(fù)合材料的電阻點(diǎn)焊工藝過程中采用的點(diǎn)焊機(jī)為通用點(diǎn)焊機(jī)，點(diǎn)焊機(jī)的電極端部形狀為球面電極、圓頂電極或平面電極。
[0048]本發(fā)明鋁基復(fù)合材料的電阻點(diǎn)焊工藝流程示意圖(參見附圖3)中，包括上電極、下電極、鋁基復(fù)合材料加工試樣即加工工件和純鋁箔片。
[0049]實(shí)施例1: 本發(fā)明所采用的鋁基復(fù)合材料的基體為2A12 (LY12)、增強(qiáng)相為碳化硅顆粒；鋁基復(fù)合材料作為板材，兩邊等厚，將其加工成規(guī)格為45X25X 1.5mm的工件，鋁基復(fù)合材料試樣焊接時(shí)搭接長度為15mm ;鋁基復(fù)合材料在電阻點(diǎn)焊開始前將其表面和背面用砂紙打磨，去除表面氧化膜，再用丙酮清理并風(fēng)干；采用的純鋁箔片光滑平整，并且在電阻點(diǎn)焊前用丙酮清洗干凈并風(fēng)干。
[0050]對(duì)基體為2A12 (LY12)、增強(qiáng)相為碳化硅顆粒的鋁基復(fù)合材料進(jìn)行電阻點(diǎn)焊焊接時(shí)，在鋁基復(fù)合材料加工試樣之間添加一厚度為6 μ m的純鋁箔片，在鋁基復(fù)合材料之間添加一純鋁箔片進(jìn)行點(diǎn)焊連接時(shí)，其預(yù)壓時(shí)間為1.2秒，維持時(shí)間為1.6秒，電極壓力為3000牛頓，焊接時(shí)間為0.4秒，焊接電流為18.5千安；在鋁基復(fù)合材料電阻點(diǎn)焊過程中冷卻水流量為2?4升/分。
[0051]在上述實(shí)施例中所用點(diǎn)焊機(jī)的電極材料為紫銅，電極直徑為12?28mm，電極端部形狀為球面電極。
[0052]實(shí)施例2:與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于:
對(duì)基體為2A12 (LY12)、增強(qiáng)相為碳化硅顆粒的鋁基復(fù)合材料進(jìn)行電阻點(diǎn)焊焊接時(shí)，在招基復(fù)合材料加工試樣之間添加一厚度為5 μ m的純招猜片，在招基復(fù)合材料之間添加一純鋁箔片進(jìn)行點(diǎn)焊連接時(shí)，其預(yù)壓時(shí)間為1.5秒，維持時(shí)間為1.8秒，電極壓力為3200牛頓，焊接時(shí)間為0.5秒，焊接電流為19.0千安。
[0053]在上述實(shí)施例中所用點(diǎn)焊機(jī)的電極端部形狀為平面電極。
[0054]實(shí)施例3:與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于:
對(duì)基體為2A12 (LY12)、增強(qiáng)相為碳化硅顆粒的鋁基復(fù)合材料進(jìn)行電阻點(diǎn)焊焊接時(shí)，在招基復(fù)合材料加工試樣之間添加一厚度為7 μ m的純招猜片，在招基復(fù)合材料之間添加一純鋁箔片進(jìn)行點(diǎn)焊連接時(shí)，其預(yù)壓時(shí)間為1.0秒，維持時(shí)間為1.2秒，電極壓力為2800牛頓，焊接時(shí)間為0.4秒，焊接電流為17.5千安。
[0055]在上述實(shí)施例中所用點(diǎn)焊機(jī)的電極端部形狀為圓頂面電極。
[0056]實(shí)施例4:與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于:
對(duì)基體為2A12 (LY12)、增強(qiáng)相為碳化硅顆粒的鋁基復(fù)合材料進(jìn)行電阻點(diǎn)焊焊接時(shí)，在鋁基復(fù)合材料加工試樣之間添加一厚度為4μ m的純鋁箔片，在鋁基復(fù)合材料之間添加一純鋁箔片進(jìn)行點(diǎn)焊連接時(shí)，其預(yù)壓時(shí)間為0.8秒，維持時(shí)間為1.0秒，電極壓力為2500牛頓，焊接時(shí)間為0.3秒，焊接電流為16.5千安。
[0057]實(shí)施例5:與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于:
對(duì)基體為2A12 (LY12)、增強(qiáng)相為碳化硅顆粒的鋁基復(fù)合材料進(jìn)行電阻點(diǎn)焊焊接時(shí)，在招基復(fù)合材料加工試樣之間添加一厚度為IOym的純招猜片，在招基復(fù)合材料之間添加一純鋁箔片進(jìn)行點(diǎn)焊連接時(shí)，其預(yù)壓時(shí)間為1.8秒，維持時(shí)間為2.2秒，電極壓力為3500牛頓，焊接時(shí)間為0.5秒，焊接電流為19.5千安。
[0058]實(shí)施例6:與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于:
對(duì)基體為2A12 (LY12)、增強(qiáng)相為碳化硅顆粒的鋁基復(fù)合材料進(jìn)行電阻點(diǎn)焊焊接時(shí)，在招基復(fù)合材料加工試樣之間添加一厚度為3 μ m的純招猜片，在招基復(fù)合材料之間添加一純鋁箔片進(jìn)行點(diǎn)焊連接時(shí)，其預(yù)壓時(shí)間為1.0秒，維持時(shí)間為1.0秒，電極壓力為2600牛頓，焊接時(shí)間為0.3秒，焊接電流為17.0千安。[0059]實(shí)施例7:與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于:
對(duì)基體為2A12 (LY12)、增強(qiáng)相為碳化硅顆粒的鋁基復(fù)合材料進(jìn)行電阻點(diǎn)焊焊接時(shí)，在招基復(fù)合材料加工試樣之間添加一厚度為8 μ m的純招猜片，在招基復(fù)合材料之間添加一純鋁箔片進(jìn)行點(diǎn)焊連接時(shí)，其預(yù)壓時(shí)間為1.6秒，維持時(shí)間為1.8秒，電極壓力為3300牛頓，焊接時(shí)間為0.5秒，焊接電流為19.0千安。
[0060]實(shí)施例8:與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于:
對(duì)基體為2A11、增強(qiáng)相為碳化硅顆粒的鋁基復(fù)合材料進(jìn)行電阻點(diǎn)焊焊接。
[0061]實(shí)施例9:與實(shí)施例2基本相同，不同之處在于:
對(duì)基體為2A50、增強(qiáng)相為氧化鋁顆粒的鋁基復(fù)合材料進(jìn)行電阻點(diǎn)焊焊接。
[0062]實(shí)施例10:與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于:
對(duì)基體為2A12、增強(qiáng)相為碳化硅晶須的鋁基復(fù)合材料進(jìn)行電阻點(diǎn)焊焊接。
[0063]實(shí)施例11:與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于:
對(duì)基體為2A12、增強(qiáng)相為氧化鋁顆粒的鋁基復(fù)合材料進(jìn)行電阻點(diǎn)焊焊接。
[0064]實(shí)施例12:與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于:
對(duì)基體為2B50、增強(qiáng)相為碳化硅顆粒的鋁基復(fù)合材料進(jìn)行電阻點(diǎn)焊焊接。
[0065]實(shí)施例13:與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于:
對(duì)基體為3A21、增強(qiáng)相為碳化硅顆粒的鋁基復(fù)合材料進(jìn)行電阻點(diǎn)焊焊接。
[0066]實(shí)施例14:與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于:
對(duì)基體為6A02、增強(qiáng)相為碳化硅顆粒的鋁基復(fù)合材料進(jìn)行電阻點(diǎn)焊焊接。
[0067]實(shí)施例15:與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于:
對(duì)基體為2A11、增強(qiáng)相為碳化硅晶須的鋁基復(fù)合材料進(jìn)行電阻點(diǎn)焊焊接。
[0068]實(shí)施例16:與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于:
對(duì)基體為2A14、增強(qiáng)相為碳化硅顆粒的鋁基復(fù)合材料進(jìn)行電阻點(diǎn)焊焊接。
【權(quán)利要求】
1.一種鋁基復(fù)合材料的電阻點(diǎn)焊方法，其特征在于:在對(duì)鋁基復(fù)合材料進(jìn)行電阻點(diǎn)焊連接時(shí)，在招基復(fù)合材料之間添加一厚度為2?10 μ m的純招猜片，在招基復(fù)合材料之間添加一純鋁箔片進(jìn)行點(diǎn)焊連接時(shí)，其預(yù)壓時(shí)間為0.8?1.8秒，維持時(shí)間為1.0?2.2秒，電極壓力為2500?3500牛頓，焊接時(shí)間為0.3?0.5秒，焊接電流為16.5?19.5千安。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁基復(fù)合材料的電阻點(diǎn)焊方法，其特征在于:所述鋁基復(fù)合材料的基體為2A12、2A11、2A14、6A02、2A50、2B50和3A21中的任一種；所述鋁基復(fù)合材料的增強(qiáng)相為碳化硅顆粒、碳化硅晶須或氧化鋁顆粒。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁基復(fù)合材料的電阻點(diǎn)焊方法，其特征在于:所述鋁基復(fù)合材料的增強(qiáng)相顆粒平均粒徑為5?15μπι，增強(qiáng)相在鋁基復(fù)合材料中所占的體積分?jǐn)?shù)為12 ?18%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁基復(fù)合材料的電阻點(diǎn)焊方法，其特征在于:所述鋁基復(fù)合材料加工成試樣，試樣兩邊等厚，其厚度為1.2?2.0mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋁基復(fù)合材料的電阻點(diǎn)焊方法，其特征在于:所述鋁基復(fù)合材料試樣的規(guī)格為45X25X 1.5mm，鋁基復(fù)合材料試樣焊接時(shí)搭接長度為13?16mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁基復(fù)合材料的電阻點(diǎn)焊方法，其特征在于:所述在鋁基復(fù)合材料電阻點(diǎn)焊過程中冷卻水流量為2?4升/分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁基復(fù)合材料的電阻點(diǎn)焊方法，其特征在于:所述點(diǎn)焊機(jī)電極材料為紫銅，電極直徑為12?28mm，電極端部形狀為球面電極、圓頂電極或平面電極。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁基復(fù)合材料的電阻點(diǎn)焊方法，其特征在于:所述鋁基復(fù)合材料在電阻點(diǎn)焊開始前將其表面和背面用砂紙打磨，去除表面氧化膜，再用丙酮清理并風(fēng)干；所用純鋁箔片光滑平整，并且在電阻點(diǎn)焊前用丙酮清洗干凈并風(fēng)干。
【文檔編號(hào)】B23K11/11GK103978301SQ201410199882
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月13日
【發(fā)明者】李杏瑞, 牛濟(jì)泰, 史新偉 申請(qǐng)人:鄭州大學(xué), 河南晶泰航空航天高新材料科技有限公司