鋁鐵混合焊接的新工藝方法及歷史演變

　　最近被Tata Steel收購的國際鋼鐵公司Corus研發了一種名為“無焊劑激光焊接”的新技術，可應用在汽車組裝過程中，較好地將鋁、鐵兩種金屬焊接在一起。新技術的研發工作由位于荷蘭的Cours研究設計技術中心完成，以滿足汽車工業界在車型設計和制造領域日益增加的對多種金屬混合使用的需求，同時實現車輛減重及減少Co2排放量的目標。

　　對于全球汽車工業界而言，盡管減輕車重以達到減少Co2排放量依然是主要是技術發展的主要動力之一，但與此同時，同樣需要關注生產商降低成本的要求。由于其良好的性能和成本優勢，對于量產車型，鋼鐵依然無可爭議地成為車身主要部件結構的首選材料。但是，有時汽車設計師為了某些特殊目的，例如為了獲得最適合于駕駛的質量分布情況，他們會在車輛部分類似罩板或是頂棚之類易于減重的結構中采用鋁來代替鋼鐵。

　　盡管到目前為止，將鐵焊接到鋁材上依然是一個非常復雜的工藝過程，對于制造商而言，依然是一個必須面對的挑戰。當兩種材料焊接在一起時，會生產較厚的化合物層，將使焊點較一般情況更為脆弱，難以滿足汽車工業生產的要求。在使用基于激光的焊接技術的過程中，通過控制熱量輸入可以減少這一化合物層的厚度。但是，傳統的激光焊接方法要求使用含有鹽基化合物的焊劑。這將會帶來另一個問題，即這種焊劑易于使焊點受到更多腐蝕。

　　上圖：熔化的填充物溶化一側的鋼鐵材料形成焊點，從而將二者粘接在一起。這種新技術所形成的化合物非常薄，使得在焊點處的材料性能在某些情況下可能還會優于鋁、鐵二者各自的性能
　　由于新研發的工藝技術在焊接過程中不需要使用焊劑，Corus公司堅信這將顯著降低生產過程中的費用和時間成本。此外，由于未使用含有鹽基化合物的焊劑，焊點將不再受到由于可能存在的腐蝕所產生的威脅。

　　無焊劑激光焊接技術通過使用一種含有鋁填充物的金屬絲在焊接面的鋁材一側制造一個焊接點。熔化的填充物附著在另一側的鋼鐵材料上，從而將二者粘接在一起。非常重要的一點是，實驗已經表明，這種新技術所形成的化合物層非常薄，使得在焊點處的材判性能在某些情況下，可能還會優于鋁、鐵二者各自的性能。

　　Corus研究設計技術中心的Jurgen Vrenken指出:“我們所研發的獨特的無焊劑激光焊接技術是綜合應用金屬材料科學與工程經驗，以幫助制造商在實際生產中降低成本消耗的一個成功范例。我們相信，由于新的焊接工藝可以很好地將類似于頂棚之類的鋁質結構焊接至鋼質白車身，這對干生產商而言，意味著他們在實現車輛輕量化的過程中，除去選擇高強度的優質鋼材之外，又多了一個更好的選擇。

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