異種材料（Fe-Al）的焊接技術

異種材料（Fe-Al）的焊接技術

刊名：The Minerals,Metals& Materials Society（英）

刊期：2014年第66期

作者：Judy Schneider et al

編譯：趙喚

介紹了不同屬性鋼和鋁合金的幾種焊接技術。

爆炸焊接是通過沖擊波產生壓力去除金屬表面的氧化物和促進表面結構以原子水平進行的粘結,其焊接結構的應變率大約為107/s，該焊接對由不同材料（如Fe和Al）制成的簡單形狀平板焊接很理想。

對管狀結構件，磁脈沖焊接技術不僅適用于同種金屬材料間的固相連接，而且也滿足于異種金屬材料連接，強磁脈沖使焊接組件間產生高速沖擊，在微秒級的時間內完成焊接過程，可有效抑制異種金屬焊接時脆硬金屬間相的產生。

對旋轉對稱的大組件來說，商業上使用摩擦焊接技術焊接Fe-Al接頭。在這個過程中，一對圓柱壓力頭以高速率旋轉并在其它缸表面產生壓力，從而在表面產生摩擦，使接觸表面融化，從而去除表面的氧化物，通過短時間的高摩擦和壓力產生高強度的接頭。Fe-Al的攪拌摩擦焊技術適用于結構件的疊加焊接和對接焊接。攪拌摩擦焊接使用一個非能耗工具將工件卡緊，并通過摩擦和變形加熱使材料軟化的部分結合。攪拌摩擦點焊（FSSW）適用于局部點焊，在材料配置和控制焊接程度方面類似于攪拌摩擦焊，可以控制金屬間化合物的產生而形成優質焊縫。將攪拌摩擦點焊技術進行改進為摩擦鉆焊接，該焊接方法是將鉆頭穿過材料的頂部，通過摩擦軟化材料周圍表面，由耗能工具提供填充材料而進行焊接。

雖然目前能夠利用熔焊對Fe-Al進行連接，但對Fe-Al進行固態焊接仍是一個新的課題，因為要解決不同材料間焊接強度。目前，由于還沒有高強度、輕質量的材料代替Al實現車輛輕量化設計，因此有必要提高Fe-Al焊接水平。