[发明专利]一种钢板和铝板的T型连接方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种焊接方法，特别是一种钢板和铝板的T型焊接连接方法。

背景技术

近年来，钢和铝异种金属的连接在工业上的运用越来越广泛，钢具有高强度、易加工、耐腐蚀等优良性能，而铝则具有塑形好、轻质价廉等优点，但是钢和铝的物理性能存在很大差异，钢铝连接过程中容易出现接头严重变形、夹渣现象等诸多问题，从而使得钢铝连接后的材料性能变低。

现有技术中，钢和铝的连接方法主要有扩散焊、爆炸焊、钎焊、电弧焊、激光焊等。如已有的专利号为201310485849.8的中国发明专利《一种高强钢-铝合金异种金属连接方法》(授权公告号为CN103753005A)，该专利采用优化电阻点焊参数(焊接电流、焊接时间、电极压力等)的方法；专利号为CN200410073190.6的中国发明专利《电解铝用电极的钢铝连接方法》(授权公告号为CN100389231C)，该专利采用钢/铝结合的电解铝用电极的钢铝连接方法。

但上述专利均存在一些不足，由于铝和钢的线膨胀系数、密度以及热导率的差异都比较大，在焊接过程中极易出现脆性金属间化合物，会造成焊后焊接接头的较大变形，严重时可能因较大的残余应力而使得工件容易产生裂纹。

国内外学者针对钢铝异种材料之间的连接问题进行了有益的探索，如今诸多连接方法中，主要是通过控制钢和铝异种材料界面处的金属间化合物厚度从而增强界面润湿，来获得更加优质的接头.目前的研究成果为生产实践中钢和铝之间的连接提供了一定的可能，但由于学者们所选用的连接方法在形式上的差异，连接过程中热输入和外界载荷范围的不同，接头的破坏强度和模式也各有特点，我们还需要对这些连接方法和接头进行改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种可有效避免接头变形且提高焊接强度的钢板和铝板的T型连接方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种钢板和铝板的T型连接方法，其特征在于，所述的连接方法包括以下步骤：

(1)、将待连接的钢板固定，在所述钢板的上方设置有可沿钢板的长度或者宽度方向移动的铝合金棒料；

(2)、将所述铝合金棒料安装于焊接设备的焊接头夹具中，启动焊接设备，使所述的铝合金棒料高速旋转；

(3)、将所述的铝合金棒料通过焊接方法沿所述钢板的长度方向或宽度方向堆积，并形成一定高度的堆积铝条；

(4)、将待连接的铝板放置于所述的堆积铝条上，采用焊接方式实现所述钢板和铝板的T形连接。

作为进一步优选，所述步骤(3)所采用的焊接方法具体包括有如下步骤：

(3-1)、将所述的铝合金棒料定位在所述钢板的焊接起始点上方，该铝合金棒料以一定的速度下压于所述钢板表面；

(3-2)、当所述步骤(3-1)中的铝合金棒料达到第一下压量时，所述铝合金棒料停止下压，该铝合金棒料继续旋转并在所述焊接起点上方停留时间t；

(3-3)、所述铝合金棒料保持旋转状态并沿所述钢板的长度方向或宽度方向移动，直至所述钢板的焊接终点；

(3-4)、再将所述铝合金棒料以第二下压量由焊接终点位置按原路径返回至焊接起始点；

(3-5)、重复步骤(3-4)，直到所述钢板上堆积的铝条高度能够满足传统焊接的要求。

作为优选，所述步骤(3-1)中的下压速度为1～2mm/s。如果下压速度过快，则铝合金棒料受到轴向力增大，震动也随之增大，影响焊接稳定性；如果下压速度过慢，则升温太慢，加工效率变低，因此，选择上述1～2mm/s的速度是保证焊接效果并确保加工效率的最佳下压速度范围。

为了能够使得铝合金棒料的堆积质量较好，作为优选，所述步骤(3-2)中的第一下压量为2～5mm。

为了使得钢板温度升高，能够达到热塑性状态，以方便焊接操作，作为进一步优选，所述步骤(3-2)中的停留时间t为3～5s。

为了避免破坏已有的堆积材料，作为优选，所述步骤(3-4)中的第二下压量以1～3mm为宜。

为了方便传统焊接的应用，作为再一优选，所述步骤(3-5)中堆积的铝条高度为6～10mm。一定高度的堆积铝条，可以通过现有的不同焊接方式(如融化焊和搅拌摩擦焊等)将铝板焊接到铝条上，进而实现铝板和钢板的T形连接。