Графическая абстракция. Кредит: Материалы и дизайн (2022). DOI: 10.1016/j.matdes.2022.111022

Чтобы улучшить плохие характеристики сварных швов разнородных металлов алюминия и стали, исследователи использовали метод точечной сварки лазером сопротивления для сварки комбинации. Точечные сварные швы выполняются с помощью технологии контактной точечной сварки, которая является основной технологией в автомобилестроении, а круговые сварные швы выполняются вокруг точечных сварных швов с помощью технологии лазерной сварки в полете.

Исследователи обнаружили, что значительные улучшения механических свойств соединений алюминия и стали были достигнуты за счет изменения структуры соединения и контроля толщины хрупких интерметаллических соединений. Точечная контактная сварка имела значительную нагрузку на растяжение-сдвиг, но плохую пластичность и поглощение энергии из-за наличия слабой области соединения по периферии соединения, что способствовало зарождению и быстрому распространению трещины. Следующий процесс лазерной точечной сварки был проведен в зоне слабого соединения контактной точечной сварки, что препятствовало быстрому распространению трещин вдоль поверхности обшивки, избегая разрушения поверхности.

Технология сварки разнородных металлов между алюминием и сталью имеет широкие перспективы применения в контексте облегчения веса автомобилей. Однако из-за огромной разницы в теплофизических свойствах между алюминием и сталью после сварки в сварном шве образуется большое количество хрупких интерметаллических соединений и трещин, в результате чего соединение алюминий со сталью не может соответствовать требованиям кузовного применения.

До сих пор во многих опубликованных работах основное внимание уделялось оптимизации параметров сварки и подбору легирующих элементов в сварных швах с целью уменьшения образования в сварном шве хрупких интерметаллидов и улучшения механических свойств соединения. В данной работе предложено новое техническое решение для сварки разнородных металлов между алюминием и сталью.