[发明专利]基于不熔中间层的镁与铝快速固-液MIG扩散焊方法

说明书

本发明公开了一种基于不熔中间层的镁与铝快速固‑液MIG扩散焊方法。本发明适用于镁与铝异种金属之间的焊接，中间层材料可以选择钛、钛合金、镍、镍合金中的一种，焊前清除中间层、镁母材、铝母材表面的油污和氧化膜，使待焊面光洁、干燥并且无杂质。先用工装夹具将一种母材与箔状中间层固定，使用母材对应成分的焊丝焊接，焊后工件自然冷却至室温；然后将焊好的复合结构与另一种母材对接固定，使用该母材对应成分的焊丝焊接；焊后工件自然冷却至室温。本发明通过添加中间层的方式对镁与铝异种金属进行焊接，焊接时控制中间层不熔化，目的是利用固态中间层避免液态镁与液态铝的直接接触反应和有害金属间化合物的形成，获得连接可靠的焊接接头。

技术领域

本发明涉及一种适用于异种低熔点金属的快速固-液MIG扩散焊接方法，具体涉及一种基于不熔中间层的镁与铝异种金属的快速固-液MIG扩散焊方法，属于异种金属材料的特种焊接技术领域。

背景技术

轻质金属材料镁与铝被广泛应用在航空航天及新能源汽车工业中，因此镁/铝轻量化焊接结构具有广泛的应用前景。在航空航天和新能源汽车工业中，镁/铝复合结构可替代传统的钢结构，提高军/民用飞机、汽车等现代化交通工具的推重比，对运载设备的轻量化、节能减排等有重大的实际意义。实现镁/铝复合结构的可靠焊接，会大大推动镁/铝轻量化复合结构在飞机、新能源汽车等交通工具制造领域的应用。

由于镁与铝的冶金不相溶性和脆性金属间化合物的形成等问题，采用传统熔焊技术难以实现镁与铝的可靠焊接。近年来，针对镁与铝异种金属的直接熔焊研究得到的焊接接头力学性能较差（Yaqoob Mohsin Baqer, S. Ramesh, F. Yusof, S. M. Manladan.Challenges and advances in laser welding of dissimilar light alloys: Al/Mg,Al/Ti, and Mg/Ti alloys [J]. International Journal of Advanced ManufacturingTechnology, 2018, 95: 4353-4369.），而通过添加中间层进行镁与铝的焊接研究得到了更多的重视，并取得了一定的研究进展（L. H. Shah, A. Gerlich, Y. Zhou. Designguideline for intermetallic compound mitigation in Al-Mg dissimilar weldingthrough addition of interlayer [J]. International Journal of AdvancedManufacturing Technology, 2018, 94: 2667-2678.）。然而经过文献研究发现，在熔焊过程中，添加中间层材料虽然可以抑制Mg-Al金属间化合物的形成，但同步熔化的中间层材料也可能与镁或铝反应，形成更为复杂的组织，对焊接结构不利。因此本发明提出了一种添加不熔中间层的固-液MIG扩散焊方法，利用固态中间层的隔离作用来抑制镁与铝焊接时有害金属间化合物形成的问题。

发明内容

针对目前镁与铝异种金属焊接技术的不足，为了提高焊接工件强度，降低设备要求，本发明提供了一种基于不熔中间层的镁与铝快速固-液MIG扩散焊方法进行镁与铝的薄板对接MIG焊。