鋼鋁異種金屬連接在汽車整形技術(shù)上的應(yīng)用研究

丁曉麗

摘 要：汽車消費(fèi)成為當(dāng)前經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中的活動(dòng)，汽車產(chǎn)品已經(jīng)在人民群眾中獲得全面的推廣。其中，汽車整形是發(fā)生在汽車受到碰撞或者刮擦產(chǎn)生變形，所采取的一種專門修復(fù)技術(shù)，在當(dāng)前的汽車維修領(lǐng)域中應(yīng)用頻率較高。然而，引進(jìn)新技術(shù)提升汽車整形技術(shù)水平一直是重要技術(shù)項(xiàng)目，鋼鋁異種金屬連接就屬于較為先進(jìn)的技術(shù)，但其應(yīng)用仍然處于發(fā)展過程中。文章分析鋼鋁異種金屬連接應(yīng)用情況，并且結(jié)合汽車整形技術(shù)發(fā)展需求，提出了提升鋼鋁異種金屬連接應(yīng)用的具體措施，從而提升汽車整形技術(shù)水平。

關(guān)鍵詞：鋼鋁異種金屬連接；汽車整形；汽車維修；汽車使用

中圖分類號：TG456.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1006-8937（2015）24-0062-02

汽車消費(fèi)成為當(dāng)前經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中的活動(dòng)，汽車產(chǎn)品已經(jīng)在人民群眾中獲得全面的推廣。其中，汽車整形是發(fā)生在汽車受到碰撞或者刮擦產(chǎn)生變形，所采取的一種專門修復(fù)技術(shù)，在當(dāng)前的汽車維修領(lǐng)域中應(yīng)用頻率較高。

然而，引進(jìn)新技術(shù)提升汽車整形技術(shù)水平一直是重要技術(shù)項(xiàng)目，鋼鋁異種金屬連接就屬于較為先進(jìn)的技術(shù)，但其應(yīng)用仍然處于發(fā)展過程中。本文分析鋼鋁異種金屬連接應(yīng)用情況，并且結(jié)合汽車整形技術(shù)發(fā)展需求提出了提升鋼鋁異種金屬連接應(yīng)用的具體措施，從而提升汽車整形技術(shù)水平。

1 鋼鋁異種金屬連接技術(shù)應(yīng)用分析

鋼鋁異種金屬連接技術(shù)在當(dāng)前汽車制造、航空航天及其他高端設(shè)備都有廣泛的應(yīng)用，這與鋼鋁異種金屬連接具體典型的特征有著密切的關(guān)系。同時(shí)，在鋼鋁異種金屬連接應(yīng)用中也存在一定問題，具體分析如下。

1.1 能降低成本

鋼鋁異種金屬連接充分發(fā)揮了鋁合金擁有的密度小，并且具備較強(qiáng)的強(qiáng)度，能夠在應(yīng)用中發(fā)揮良好的耐腐蝕、導(dǎo)電性和耐熱性等特點(diǎn)，從而能顧保證應(yīng)用異種金屬結(jié)構(gòu)的典型價(jià)值，降低產(chǎn)品制造的經(jīng)濟(jì)成本。

1.2 焊接的應(yīng)用范圍受到限制

鋼鋁連接的形式主要為螺栓和鉚接兩種方式，在兩種金屬接頭區(qū)域質(zhì)量較大，并且需要控制接頭形狀，在所使用的焊接技術(shù)中主要為固相焊方法，較為成熟的焊接方法為爆炸焊、摩擦焊、擴(kuò)散焊，在應(yīng)用該方法進(jìn)行焊接中最主要的問題技術(shù)接頭形式無法控制，所能夠應(yīng)用范圍受到限制。

1.3 鋼與鋁及鋁合金焊接中需要較高的焊接技術(shù)

按照鋼和鋁活鋁合金的金屬特性控制焊接參數(shù)，其中，采用電弧焊接主要問題如下：

鋼和鋁至今存在熔點(diǎn)差，并且兩種差距較大，需要合理控制焊接中的金屬互溶物；

鋼和鋁的比熱容、導(dǎo)熱性以及線膨脹系數(shù)都存在一定的差異，這就導(dǎo)致在焊接過程中兩種金屬變形不同，從而產(chǎn)生了內(nèi)部應(yīng)力，影響連接后的性能；

在鋁的表面有一層致密的難熔金屬氧化膜，夾渣就容易伴隨在焊接過程中產(chǎn)生，從而降低材料的使用強(qiáng)度；

此外，在通過焊接方式連接鋼與鋁及鋼與鋁合金等異種金屬及他們的化合物時(shí)，金屬間化合物容易在過渡區(qū)形成，而且形成的共晶體鋼極難溶于固態(tài)鋁中，因?yàn)樗鼈兊娜芙舛葮O?。?/p>

鋁合金在冷卻過程中也會(huì)產(chǎn)生金屬間化合物，并且在C含量增加的過程中，鋼也會(huì)形成硬度偏大和呈現(xiàn)脆性的金屬化合物，這種化合物會(huì)直接改變金屬的特性，從而限制了異型金屬連接的應(yīng)用。

通過分析可知，在鋼鋁異種金屬連接應(yīng)用中過渡區(qū)形成金屬化合物是最為典型的問題，該問題直接限制了該技術(shù)的發(fā)展，并且若出現(xiàn)該問題一般較難檢驗(yàn)，同時(shí)，在焊接過程中需要輸入較高的能量，才能保證鋼鋁熔化，該過程較容易出現(xiàn)脆性金屬間化合物。

2 鋼鋁異種金屬連接在汽車整形技術(shù)上的應(yīng)用研究

汽車整形技術(shù)就是針對汽車使用過程中出現(xiàn)的局部變形進(jìn)行修復(fù)，保證恢復(fù)汽車原有的形狀，從而保持汽車的正常外形和使用功能。同時(shí)，受到鋼鋁異形連接在汽車制造中的廣泛應(yīng)用，就應(yīng)專門整形進(jìn)行修復(fù)，具體的分析如下。

2.1 保證鋼鋁異種金屬連接應(yīng)用規(guī)范性

鋼鋁異種金屬連接在汽車整形技術(shù)上的應(yīng)用過程中，需要保證修復(fù)后汽車的整體功能性不會(huì)受到影響，尤其是汽車的結(jié)構(gòu)的安全性。

在采用鉚接或螺栓連接的鈑金件，鈑金件之間有明顯的界限劃分，無論拆卸還是安裝都很方便。

但采用焊接方法連接時(shí)，鈑金件之間導(dǎo)致界限不明顯，給拆解帶來困難，只有通過控制鋼鋁異種金屬連接工藝參數(shù)才能提升工作效率和質(zhì)量，才能保證車身鈑件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

2.2 鋼鋁異種金屬連接工藝控制

在鋼鋁異種金屬連接應(yīng)用過程中，應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注焊接過程中金屬化合物的產(chǎn)生，防止金屬化合物含量超過一定的標(biāo)準(zhǔn)，從而降低車輛修復(fù)后的強(qiáng)度。

其中，工藝操作人員必須掌握鋼鋁異種金屬連接的具體物理原理和化學(xué)原理，并且接受專業(yè)的操作技術(shù)培訓(xùn)，能夠在操作過程中最大程度的限制金屬化合物的產(chǎn)生數(shù)量，從而能夠保證汽車整形修復(fù)工作的質(zhì)量。

2.3 鋼鋁異種金屬連接在汽車整形中應(yīng)用設(shè)計(jì)

為了最大程度的保證鋼鋁異種金屬連接的應(yīng)用質(zhì)量，必須由專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)鋼鋁異種金屬連接的應(yīng)用參數(shù)，能夠結(jié)合具體進(jìn)行修復(fù)車輛的位置及特性，設(shè)計(jì)專門的焊接應(yīng)用方案，從而能夠保證一車一工藝。

同時(shí)，操作人員必須與專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行密切溝通，在操作中能夠?qū)崿F(xiàn)對焊接熱量的精確控制，按照修復(fù)工作的具體要求形成相應(yīng)的操作規(guī)范，最大限度的提升汽車整形技術(shù)水平。

3 結(jié) 語

基于汽車輕量化——這一汽車發(fā)展趨勢，鋁及鋁合金在其應(yīng)用方面的巨大優(yōu)勢，研究它與傳統(tǒng)汽車板材之間的連接方式，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。異種金屬的連接方式，尤其是焊接方法的研究成為焦點(diǎn)問題。然而，由于異種金屬，類似Fe與Al，他們無論是從組成成分、晶體結(jié)構(gòu)、形成化合物的方式，還是物理、化學(xué)及電化學(xué)性質(zhì)都相差懸殊，因此異種金屬件的焊接也一直是業(yè)內(nèi)的難點(diǎn)問題。在鋼鋁異種金屬連接在汽車整形技術(shù)上的應(yīng)用過程中，就應(yīng)該根據(jù)兩者連接的具體物理化學(xué)性質(zhì)，分析在實(shí)施焊接中的各項(xiàng)參數(shù)，保證汽車修復(fù)過程中結(jié)構(gòu)修復(fù)的完整性，從而最大程度還原汽車的原始功能，進(jìn)一步提升汽車整形技術(shù)能力。

參考文獻(xiàn)：

[1] 龍江啟，蘭鳳崇，陳吉清，等.鋼鋁一體化車身結(jié)構(gòu)機(jī)械連接技術(shù)試驗(yàn)研究（英文）[J].塑性工程學(xué)報(bào)，2009，（1）.

[2] 黃鵬飛，盧振洋，高文寧，等.鋼鋁異種金屬的低能量焊接法[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2009，（11）.

[3] 龍江啟，蘭鳳崇，陳吉清.車身輕量化與鋼鋁一體化結(jié)構(gòu)新技術(shù)的研究進(jìn)展[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2008，（6）.

[4] 宋建嶺，林三寶，楊春利，等.鋁與鋼異種金屬電弧熔-釬焊研究與發(fā)展現(xiàn)狀[J].焊接，2008，（6）.

[5] 邱然鋒，石紅信，張柯柯，等.汽車車身用鋁合金與鋼的異種材料電阻點(diǎn)焊技術(shù)研究現(xiàn)狀[J].電焊機(jī)，2010，（5）.