第32卷第7期 2011年7月
焊接学报
TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDING INSTITUTION
Vol.32 July
偏束距离对铝合金/钢电子束焊接接头组织
与性能的影响
张秉刚，陈国庆，张春光，倪家强？
（1.哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室，哈尔滨150001；
2.中航工业沈阳飞机工业（集团)有限公司，沈阳110034）
摘要：分析了不同偏束距离对铝合金/钢异种金属EBW接头的组织形态、化合物层厚度、裂纹缺陷以及接头性能的影响.结果表明，随着偏束距离的增加，焊缝中的Fe-AI 化合物颗粒逐渐消失，晶界上的共晶体减少，化合物层形态由复杂变简单，厚度减小。偏束距离较小时，在化合物层附近的焊缝中存在裂纹缺陷；偏束距离较大时，在化合物层上存在裂纹，偏束距离为0.5mm时，接头最高抗拉强度为125MPa，不同偏束距离下的断口宏观形貌有显著不同.化合物层厚度最佳范围为0.9~1.55μm，这个范围是由电子束热源特性决定的
关键词：铝合金/钢；电子束焊接；偏束距离；组织与性能
中图分类号：TG115.28文献标识码：A文章编号：0253-360X(2011)07-0001-04
0序言
目前，为了兼顾铝合金轻质、耐腐蚀特性，钢的高强度、易于加工等特点，铝合金与钢复合构件在汽车、造船、航空航天等工业领域的应用越来越多铝合金/钢焊接接头是典型的异种金属连接组合，在两者的连接申存在由物理性质差异引起的残余应力和由冶金不相容性引起的脆性化合物问题.张秉刚等人[2]利用电子束焊接方法在异种金属连接中的优势，通过偏束控制抑制了接头中大量的Fe-Al化合物的生成，实现了铝合金/钢异种金属的无缺陷熔钎连接。与普通的焊接热源相比，电子束具有极高的能量密度，在焊接过程中在材料上的热作用区域极小，电子束焊接热源的这一特性使得焊接过程中易于对两母材的热分配进行精确控制，同时也使得电子束偏束距离的微小变化对接头的组织与性能造成很大的影响
作者研究了不同偏束距离下铝合金/钢电子束熔钎焊接头的微观组织与力学性能的变化，分析了不同的偏束距离对接头组织结构、裂纹缺陷和力学性能的影响，并得到了化合物层的最佳厚度范围。
收稿日期：201101-27
基金项目：国家重点基础研究发展计划资助项目(973）（2010CB731704)；
国家自然科学基金资助项目（51075089）方方数据
1试验方法
张秉刚
No.7 2011
试验中所用铝合金为退火态的5A02防锈铝，钢母材为0Cr18Ni9不锈钢.两母材的尺寸均为80 mm×35mm×2.0mm，焊前先用水砂纸打磨试件对接面及其附近区域，再用丙酮和酒精进行清洗
试验用焊接设备MEDARD45型真空电子束焊机，最大加速电压60kV，最大功率6kW，试验所用的阴极直径为2.0mm.应用自制夹具将铝一钢对接接头夹紧固定，在5×10-2Pa的真空度下进行焊接：定义电子束斑点从铝/钢对接面向铝母材侧偏移距离为d。，试验中所采用的焊接束流1、固定为11 mA，焊接速度固定为360mm/min，偏束距离d，分别为0.3,0.5,0.7,0.9,1.1mm
焊后采用扫描电镜（SEMS-4700）分析接头微
观组织：接头的拉伸试验在INSTRONMODEL1186
电子万能试验机上进行， 2
试验结果与分析
2.1偏束距离对接头组织的影响
2.1.1铝/钢电子束焊接接头典型组织分析
在铝/钢电子束焊接接头中，钢母材界面比较平缓.且焊缝中不存在大块的Fe-Al金属间化合物颗