第38卷第3期 2017年3月
焊接学报
TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDING INSTITUTION
Vol.38No.3 March2017
搭接形式对铝/黄铜异种热补偿电阻点焊接头
的组织与力学性能影响
张禹，郭璟，罗震，毕敬，高景俊，宋仁峰
（1.天津大学材料科学与工程学院，天津300072；2.鞍钢集团矿业公司，鞍山114001；
3.鞍钢集团矿业设计研究院，鞍山114001）
摘要：采用不同搭接形式，对铝合金6061-T6/黄铜H70异种材料热补偿电阻点焊工艺进行研究.对比了两种搭接形式下铝/黄铜异种点焊接头的微观组织与力学性能差异。结果表明，采用热补偿电阻点焊的工艺方法可在较低电流水平下实现铝/黄铜异种材料的焊接。在铝侧施加热补偿垫片进行点焊，接头的抗拉剪载荷更高，其熔核由细小的α-A1等轴晶组成；在黄铜侧施加热补偿垫片进行点焊，接头的抗拉剪载荷较小，但体现出延性断裂的特征，其熔核由板条状铜铝化合物组成
关键词：铝/黄铜异种焊接：热补偿电阻点焊；微观组织：力学性能
中图分类号：TG455 0序言
文献标识码：A
文章编号：0253360X(2017)03003704
层：虽然米用固相焊接方法可以通过优化工艺参数获得力学性能较好的错铜异种金属接头，但是对被
黄铜具有良好的综合力学性能及良好的电、热
传导能力以及优异的抗腐蚀性能：在冷凝、散热和导电等场合具有广泛的应用，在国内，铜矿属于严重短缺矿产之一，这促使研究人员寻求铜的替代品以满足业界需求铝的导电导热能力仅次于铜，在一些场合可以代替铜．事实上，在汽车、电子等行业，铝铜复合结构已经取得了实际应用[2]
由于铜合金与铝合金的热导率、电导率和反射率均较高，因此无论采用气焊、电弧焊还是激光焊等熔化焊方法都难以实现对其无缺陷的焊接3,4]，目前大多数铜铝异种金属的焊接研究集中于固焊接方法.Esmaeili等人(3]对工业纯铝和单相黄铜异种金属搅拌摩擦焊接接头的冶金特性和力学性能进行了研究，发现摩擦产生的温度足以使铝铜发生化合，产生CuAl,和Cu,Al4化合物.搅拌针的转速对接头中缺陷的产生和力学性能有较大的影响．上海交通大学张延松等人6]对6061与工业纯铜的超声波点焊进行研究，发现焊接能量对铝/铜界面形貌及连接质量有较大的影响．随着焊接能量的提高，接头中的缺陷将减少，但是会出现以CugAl为主的化合物
收稿日期：2015-04-02
基金项目：国家自然科学基金资助项目（51505327，51405334，
编1575383）；教育部博士点基金资助项目在方熬摄10004）
焊工件的装夹、尺寸以及表面状态都有严格的要求难以满足加工的柔性化以及鲁棒性要求．因此有必要发展出一种高效率并且适应性强的铝铜异种金属焊接方法.Fronius公司开发出一种利用电极带进行热补偿的Deltaspot工艺，实现了高质量的铝/钢的异种点焊：该工艺的主要特点为在铝侧使用高电阻率的电极带，在钢侧使用低电阻率的电极带，使焊接过程中产生不对称熔化从而控制脆性相的厚度（小于 4μm），提高了力学性能.邱然锋等人[7,]采用热补偿电阻点焊工艺实现了铝/不锈钢异种材料的高强连接．而目前还没有将热补偿电阻点焊工艺应用于铝/黄铜异种材料焊接的报道
文中研究了6061-T6与单相黄铜H70的热补偿电阻点焊工艺，研究了不同搭接形式与工艺参数对其接头的组织与力学性能的影响，为探索铝/黄铜异种焊接提供基础资料
热补偿电阻点焊工艺
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热补偿电阻点焊工艺的原理如图1所示，通过
在相应电极附加工艺垫片实现热补偿：一般选取低碳钢或不锈钢等电阻率较大的材料作为工艺垫片，在焊接的过程中其产生的电阻热可以使低熔点的有色金属发生熔化，因此可以在较低电流水平下实现