本發(fā)明涉及應(yīng)用焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及鋁板和鋼板電磁脈沖焊接方法。

　　背景技術(shù)：

　　為了降低能耗，實(shí)現(xiàn)“綠色制造”，輕量化設(shè)計(jì)是最直接最有效的手段，因此，鋁及鋁合金等輕質(zhì)、耐蝕性好的材料成為傳統(tǒng)鋼材的替代品，鋁/鋼復(fù)合結(jié)構(gòu)在航空航天、船舶制造、鐵路等領(lǐng)域應(yīng)用的越來越多，特別是汽車領(lǐng)域鋁合金代替鋼成為產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，然而，由于鋁合金與鋼的熔點(diǎn)相差很大，采用釬焊或熔焊的方法，鋁合金熔化時(shí)，鋼仍處于固態(tài)，繼續(xù)增加能量至鋼熔化后，鋁合金密度小于鋼，液態(tài)鋁合金浮于鋼液上，無法得到成分均勻的焊縫；還由于鋁合金與鋼的熱導(dǎo)率、膨脹系數(shù)、比熱等都存在較大的差異，造成焊接過程非對(duì)稱溫度場和較大的接頭殘余應(yīng)力；鋁/鋼焊接最主要的問題是生成金屬間化合物，由于二者的固溶度較小，且該體系的反應(yīng)驅(qū)動(dòng)力很高，富鋁的鋁-鐵金屬間化合物在較短的時(shí)間內(nèi)，通過液態(tài)鋁-液態(tài)鋼直接反應(yīng)、液態(tài)鋁-固態(tài)鋼界面反應(yīng)或固態(tài)鋁-固態(tài)鋼界面擴(kuò)散即可生成金屬間化合物（fe2al3、feal2、feal3），當(dāng)達(dá)到一定厚度時(shí)，脆性金屬間化合物在很小的應(yīng)力下就會(huì)開裂，直接決定接頭安全使用。所以，選擇適合鋁/鋼異種金屬高強(qiáng)度焊接方法成為焊接領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。

　　目前，學(xué)者們采用釬焊、熔釬焊、固相焊等方法用于鋁/鋼的焊接。采用爐中釬焊、超聲釬焊鋁/鋼時(shí)，通過控制反應(yīng)溫度、時(shí)間及釬料成分等有效地控制界面反應(yīng)物，但是，鋁/鋼釬料一直沒有突破進(jìn)展，依然使用鋁硅釬料或鋅基釬料，釬焊接頭脆性較大；有些學(xué)者利用激光熔釬焊、電弧熔釬焊方法提高鋁/鋼接頭強(qiáng)度，若同時(shí)保證熔焊和釬焊兩部分接頭的有效連接，需要相對(duì)較大的熱輸入，造成金屬間化合物長大，也不能保證接頭成分均勻性；固相焊過程中母材都保持固相狀態(tài)，界面溫度較低，很大程度上減緩脆性金屬間化合物生成，然而，真空擴(kuò)散焊、摩擦焊、攪拌摩擦焊等固相焊方法受到焊件形狀、尺寸的限制，使其不能完全解決鋁/鋼的焊接問題。

　　眾所周知，電磁脈沖焊接是利用電磁感應(yīng)圈從脈沖發(fā)生器產(chǎn)生短暫而強(qiáng)大的電流，使一個(gè)工件高速?zèng)_擊另一工件后瞬間完成的焊接，屬于固態(tài)免加熱、無需冷卻、無需助焊劑及無需輔材消耗的過程，可根據(jù)工件形狀、尺寸改變線圈結(jié)構(gòu)而完成焊接的一種高效、環(huán)保新工藝。電磁脈沖焊接涉及電磁學(xué)、材料學(xué)、彈塑性力學(xué)、動(dòng)力學(xué)等多學(xué)科交叉，成形系統(tǒng)復(fù)雜。

　　雖然目前已有文獻(xiàn)對(duì)鋁鋼電磁脈沖焊接性能進(jìn)行研究，例如：郭明發(fā)表的碩士論文《基于ls-dyna的鋁板電磁脈沖焊接過程的模擬》；遲露鑫等發(fā)表的《鋁/不銹鋼電磁脈沖焊接界面組織性能分析》，后者對(duì)電磁脈沖焊接工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，但是仍然存在鋁/鋼焊接接頭強(qiáng)度低，界面金屬間化合物多，特別是焊接接頭存在塊狀鋼等問題。所以怎樣提高鋁/鋼電磁脈沖焊接性能，減少界面金屬間化合物的產(chǎn)生，減少塊狀鋼夾雜在焊接接頭是亟待需要解決的技術(shù)問題，否則將嚴(yán)重限制鋁/鋼復(fù)合結(jié)構(gòu)在制造業(yè)中的應(yīng)用。

　　技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

　　針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的就在于提供能有效阻礙鋁鐵金屬間化合物的產(chǎn)生，減少鋼塊夾雜在焊接接頭內(nèi)，從而提高鋁/鋼電磁脈沖焊接強(qiáng)度的鋁板和鋼板電磁脈沖焊接方法。

　　本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

　　鋁板和鋼板電磁脈沖焊接方法，在鋁板的待焊接面上均勻涂覆氧化鋯，然后將鋁板和鋼板的待焊接面正對(duì)，最后使用電磁脈沖焊接鋁板和鋼板。

　　進(jìn)一步地，鋁板和鋼板電磁脈沖焊接方法具體包括以下步驟：

　　（1）在鋁板的待焊接面上均勻涂覆氧化鋯溶液，然后在室溫條件下干燥備用；

　　（2）以步驟（1）中的鋁板為復(fù)板，鋼板為基板，在焊接夾具工裝上組裝鋁板和鋼板，鋁板和鋼板之間保持一定的搭接長度和搭接間隙；所述鋁板和鋼板搭接所形成的平面為待焊接面；鋁板下方設(shè)有線圈，鋼板上方設(shè)有壓板；

　　（3）接通電容器對(duì)線圈放電，線圈中通入周期極短的時(shí)變高強(qiáng)度電流，使鋁板在電磁力下快速撞擊鋼板實(shí)現(xiàn)鋁板和鋼板電磁脈沖焊接。

　　進(jìn)一步地，步驟（1）中氧化鋯溶液為氧化鋯粉末溶解于無水乙醇形成的溶液，其濃度為30~40%，涂覆氧化鋯溶液的量與待焊接面面積的比值為1~2ml：60~80mm2。

　　進(jìn)一步地，步驟（1）中，準(zhǔn)確量取一定量的氧化鋯溶液于噴壺內(nèi)，然后將所有氧化鋯溶液噴涂在待焊接面上。

　　更進(jìn)一步地，噴涂時(shí)，噴壺的噴嘴距離鋁板10～20mm。

　　進(jìn)一步地，步驟（2）中，所述鋁板和鋼板之間的搭接長度為15～20mm，搭接間隙為1.8～2.2mm。

　　進(jìn)一步地，步驟（3）中，所述電磁脈沖的焊接電流為700～750ka，電壓為15～17kv，頻率為16～18khz。

　　進(jìn)一步地，所述鋁板的待焊接面需先去除油污，并用丙酮擦洗干燥后再進(jìn)行涂覆氧化鋯溶液。這樣可以去除鋁板待焊接面上的油污，同時(shí)用丙酮清洗，在室溫條件下自然干燥，避免鋁板上有油污影響氧化鋯溶液的涂覆，進(jìn)而影響電磁脈沖焊接。

　　與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

　　1、本發(fā)明在鋁板的待焊接面上涂覆氧化鋯溶液，氧化鋯的熔點(diǎn)約為2700℃，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，具有高溫結(jié)構(gòu)，耐壓強(qiáng)度可達(dá)1200～1400mpa，更重要的是其導(dǎo)電性好，具有負(fù)的電阻溫度系數(shù)，在電磁脈沖焊接過程中不僅不受沖擊壓力的影響，而且能有效避免鋁板和鋼板接觸，從而阻礙al-fe系金屬間化合物的生成，同時(shí)氧化鋯也不與鋁板和鋼板發(fā)生反應(yīng)，從而能有效提高焊接接頭的性能，減少金屬間化合物的生產(chǎn)，減少塊狀鋼夾雜在焊接接頭內(nèi)。

　　2、采用噴涂的方式是控制含量最簡單高效的方法，氧化鋯噴涂過多，焊接性能變差，噴涂量不足，又會(huì)引起阻礙金屬間化合物效果變差，而將氧化鋯濃度控制在30~40%，在噴涂氧化鋯溶液時(shí)，能有效控制噴涂的量，同時(shí)也能保證噴涂的均勻性。另外，根據(jù)電磁脈沖焊接特點(diǎn)，鋁板撞擊鋼板時(shí)，兩板材表面形成金屬射流，而氧化鋯溶液是噴涂在鋁板表面，干燥后的氧化鋯在電磁脈沖焊接高壓作用下，部分被射流卷入界面，進(jìn)而起到阻礙金屬間化合物生成的作用。

　　3、本發(fā)明采用在鋁板上涂覆氧化鋯溶液，鋁板相對(duì)鋼板是軟材料，撞擊過程鋼板被撕裂，擊碎，嵌入鋁板，氧化鋯隨著被帶入，可以通過控制電磁脈沖焊接的電流，控制氧化鋯帶入量，從而提高鋁板和鋼板的焊接性能。

　　4、本發(fā)明采用無水乙醇作為溶劑來配置氧化鋯溶液，鋁板表面噴涂氧化鋯溶液后，鋁板能夠快速變干，避免鋁板表面有水而無法焊接，同時(shí)可以縮短鋁板干燥時(shí)間，提高工作效率。

　　附圖說明

　　圖1-鋁板和鋼板的焊接示意圖。

　　圖2-撞擊示意圖。

　　圖3-實(shí)施例1中噴涂氧化鋯溶液后的鋁板晾干后的效果圖。

　　圖4-實(shí)施例1焊件宏觀焊接圖。

　　圖5-實(shí)施例1超聲c掃描圖。

　　圖6-實(shí)施例1焊接接頭界面的sem圖。

　　圖7-實(shí)施例1焊接界面元素分布圖。

　　圖8-實(shí)施例1焊接界面元素分布曲線圖。

　　圖9-實(shí)施例2拉伸實(shí)驗(yàn)結(jié)果效果圖。

　　具體實(shí)施方式

　　下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

　　本發(fā)明在電磁脈沖焊接夾具工裝上安裝鋁板和鋼板的焊接示意圖如圖1所示，其中鋁板為復(fù)板，鋼板為基板，在鋁板和鋼板的待焊接面之間存在縫隙，該縫隙為搭接間隙，重疊部分的寬度為搭接長度，搭接長度決定了焊縫長度，從而影響搭接間隙內(nèi)磁場分布和鋁板沖擊鋼板時(shí)優(yōu)先變形位置，沖擊速度和沖擊角度。兩墊板為電木材料，通過電木材料控制鋁板和鋼板搭接間隙和搭接長度。鋁板的下方設(shè)有線圈，便于接通電容器對(duì)線圈放電，線圈中通入周期極短的時(shí)變高強(qiáng)度電流，使鋁板在電磁力下快速撞擊鋼板實(shí)現(xiàn)鋁板和鋼板電磁脈沖焊接；鋼板上方設(shè)有壓板。該電磁脈沖焊接夾具工裝為目前常用的夾具工裝，本發(fā)明不做限定。

　　電磁脈沖焊接是一種高速?zèng)_擊碰撞實(shí)現(xiàn)焊接，高速?zèng)_擊過程，在界面形成金屬間化合物，本發(fā)明通過調(diào)節(jié)鋁板和鋼板的搭接長度和搭接間隙，電磁脈沖焊接過程中，復(fù)板鋁板沖擊基板鋼板時(shí)的撞擊示意圖如圖2所示，復(fù)板以速度v在基點(diǎn)a沖擊基板，涂覆氧化鋯的復(fù)板表面在沖擊作用下，形成與ab面成一定角度的氧化鋯與復(fù)板金屬混合射流，在鋼板ac面上形成氧化鋯與基板金屬混合射流，嚴(yán)格控制氧化鋯在ab、ac面上的含量，能夠有效阻止鋁/鋼金屬間化合物的產(chǎn)生，同時(shí)射流帶走部分沖擊能量，減少鋼界面“塊”狀物，減少金屬間化合物的厚度。

　　本發(fā)明可根據(jù)鋁板和鋼板的尺寸，選擇不同規(guī)格型號(hào)的電磁脈沖焊接線圈。同時(shí)，通過電磁脈沖線圈對(duì)復(fù)板和基板搭接區(qū)域進(jìn)行磁脈沖放電高速碰撞實(shí)現(xiàn)焊接過程，具體為，先將復(fù)板待焊接面置于板材類電磁脈沖焊接線圈上方，且涂覆有氧化鋯一側(cè)向上，再放置基板、夾具，并對(duì)放電電壓、頻率設(shè)置為制定數(shù)值，然后通過電路放電，感應(yīng)磁場力加速復(fù)板撞擊基板，對(duì)兩工件搭接區(qū)域進(jìn)行焊接。

　　實(shí)施例1

　　鋁板和不銹鋼鋼板的尺寸均為20mm×100mm×2mm，電磁脈沖焊接的具體步驟如下：

　　（1）用砂紙打磨掉鋁板上表面油污，丙酮擦洗后晾干，在鋁板上表面涂覆氧化鋯溶液，在鋁板上筆標(biāo)記出噴涂氧化鋯的具體位置，用無水乙醇將氧化鋯粉末配置成氧化鋯溶液，濃度為40%，用5ml滴管吸滿氧化鋯溶液，再倒入10ml的噴壺，選擇距離水平放置復(fù)板10～20mm處，在復(fù)板上表面標(biāo)記處用噴壺均勻噴涂一層氧化鋯溶液（5ml溶液剛好用完），然后再在室溫條件下干燥，噴涂氧化鋯溶液后的鋁板晾干后的效果圖如圖3所示，白色部分為涂覆的氧化鋯，長度×寬度為20mm×20mm，即為兩塊板材搭接長度、寬度，黑色為鋁板試樣。

　　（2）將待焊接的鋁板和鋼板以鋁板為復(fù)板，鋼板為基板的要求放置在焊接夾具工裝上；

　　（3）采用電木材料調(diào)整鋁板與鋼板之間板搭接間隙為1.8~2.2mm，搭接長度15mm，進(jìn)行鋁板/鋼板的電磁脈沖搭接焊接；

　　（4）設(shè)置電磁脈沖充電電壓17kv，電流為750ka，頻率為18khz，進(jìn)行充放電，線圈中通入周期極短的時(shí)變高強(qiáng)度電流，使鋁板在電磁力下快速撞擊鋼板實(shí)現(xiàn)焊接，焊件宏觀接頭圖如圖4所示，其中圖中左邊的為鋁板，右邊的為鋼板，焊接接頭處鋁板和鋼板均完好無缺陷。

　　將本實(shí)例得到的電磁脈沖焊接接頭進(jìn)行超聲c掃描，結(jié)果如圖5所示，焊縫呈現(xiàn)橢圓狀，無夾雜、疏松、氣孔等缺陷，焊接接頭焊合率在96%以上；取接頭界面進(jìn)行sem觀察，如圖6所示，復(fù)板沖擊基板嵌入形成小波狀界面，“塊”狀鋼板消失，界面存在一定的擴(kuò)散區(qū)域，鋁側(cè)表面的氧化鋯阻止fe擴(kuò)散含量，同理，鋼側(cè)表面的氧化鋯阻止鋁元素?cái)U(kuò)散含量，使得接頭界面金屬間化合物厚度明顯減小；將本實(shí)施例得到焊接界面進(jìn)行元素分布分析，焊接界面元素分布圖和曲線圖分別如圖7、圖8所示，由圖7可清楚地看到元素?cái)U(kuò)散規(guī)律，鋼板上氧化鋯分布和含量均多于鋁側(cè)，說明鋁側(cè)表面氧化鋯阻止了鋁元素?cái)U(kuò)散到鋼側(cè)，使得少量的fe元素?cái)U(kuò)散到鋁板，由圖8可以看出在擴(kuò)散界面上，鋁元素快速減少，鐵元素?cái)U(kuò)散曲線快速增加，且在兩曲線焦點(diǎn)的左右兩側(cè)未發(fā)現(xiàn)明顯的臺(tái)階，化合物明顯減少，這表明采用復(fù)板表面涂覆一層不參與反應(yīng)的氧化鋯粉末能夠有效減小界面擴(kuò)散區(qū)域，減少金屬間化合物和“塊”狀鋼片，實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度的焊接方法。

　　實(shí)施例2

　　鋁板和不銹鋼鋼板的尺寸均為20mm×100mm×2mm，電磁脈沖焊接的具體步驟如下：

　　（1）用砂紙打磨掉鋁板上表面油污，丙酮擦洗后晾干，進(jìn)行鋁板上表面涂覆氧化鋯粉末，在鋁板上筆標(biāo)記出噴涂氧化鋯的具體位置，用無水乙醇將氧化鋯配置成氧化鋯溶液，其濃度為30%，用10ml滴管吸滿氧化鋯溶液，再倒入10ml的噴壺，選擇距離水平放置復(fù)板10～20mm處，在復(fù)板上表面標(biāo)記處用噴壺均勻噴涂一層氧化鋯溶液（10ml溶液剛好用完），然后再在室溫條件下晾干。

　　（2）將待焊接的鋁板和鋼板以鋁板為復(fù)板，鋼板為基板的要求放置在焊接夾具工裝上；

　　（3）采用電木材料調(diào)整鋁板與鋼板之間板搭接間隙為1.8～2.2mm，搭接長度20mm，進(jìn)行鋁板/鋼板的電磁脈沖搭接焊接；

　　（4）設(shè)置電磁脈沖充電電壓17kv，電流為700ka，頻率為18khz，進(jìn)行充放電，線圈中通入周期極短的時(shí)變高強(qiáng)度電流，使鋁板在電磁力下快速撞擊鋼板實(shí)現(xiàn)焊接焊件。

　　將本實(shí)例得到的電磁脈沖焊接接頭進(jìn)行超聲c掃描，結(jié)果表明，接頭的平均合格率在95%以上，取接頭界面進(jìn)行sem觀察并對(duì)界面元素分布進(jìn)行分析，界面存在一定的擴(kuò)散區(qū)域，金屬間化合物厚度明顯減小，這表明采用復(fù)板表面涂覆一層不參與反應(yīng)的氧化鋯粉末能夠有效減小界面擴(kuò)散區(qū)域，減少金屬間化合物和“塊”狀鋼片，實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度的焊接方法。

　　拉伸實(shí)驗(yàn)

　　重復(fù)實(shí)施例2步驟電磁焊接鋁板和鋼板形成4個(gè)焊接樣品，其中焊接樣品1和2在焊接前中未噴涂氧化鋯溶液，另外焊接樣品3和4在焊接前噴涂了氧化鋯溶液。然后對(duì)樣品1、2、3和4進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)

　　并對(duì)實(shí)驗(yàn)樣品進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，拉伸試樣的尺寸參考gb/t26957—2011和aws_d17-3-2010的要求進(jìn)行，制定標(biāo)準(zhǔn)拉伸試樣及與試樣相同厚度的墊板（寬度與試樣裝卡側(cè)相同，長度為30mm），在拉伸試驗(yàn)機(jī)上裝卡時(shí)用墊板補(bǔ)償搭接偏移量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖9所示，其中樣品1和2是未添加氧化鋯的焊接試樣進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)，斷裂位置在焊縫，而樣品3和4是涂覆氧化鋯的焊接試樣力學(xué)性能結(jié)果，斷裂位置在鋁材，說明焊縫接頭強(qiáng)度高于母材，涂覆氧化鋯減少擴(kuò)散界面特征，減少金屬間化合物含量，力學(xué)性能提高。

　　實(shí)施例3

　　鋁板和不銹鋼鋼板的尺寸均為20mm×100mm×2mm，電磁脈沖焊接的具體步驟如下：

　　（1）用砂紙打磨掉鋁板上表面油污，丙酮擦洗后晾干，進(jìn)行鋁板上表面涂覆氧化鋯粉末，在鋁板上筆標(biāo)記出噴涂氧化鋯的具體位置，用無水乙醇將氧化鋯配置成氧化鋯溶液，其濃度為35%，準(zhǔn)確量取8ml氧化鋯溶液，再倒入10ml的噴壺，選擇距離水平放置復(fù)板10～20mm處，在復(fù)板上表面標(biāo)記處用噴壺均勻噴涂一層氧化鋯溶液（8ml溶液剛好用完），然后再在室溫中晾干。

　　（2）將待焊接的鋁板和鋼板以鋁板為復(fù)板，鋼板為基板的要求放置在焊接夾具工裝上；

　　（3）采用電木材料調(diào)整鋁板與鋼板之間板搭接間隙為1.8～2.2mm，搭接長度18mm，進(jìn)行鋁板/鋼板的電磁脈沖搭接焊接；

　　（4）設(shè)置電磁脈沖充電電壓17kv，電流為750ka，頻率為18khz，進(jìn)行充放電，線圈中通入周期極短的時(shí)變高強(qiáng)度電流，使鋁板在電磁力下快速撞擊鋼板實(shí)現(xiàn)焊接焊件。

　　將本實(shí)例得到的電磁脈沖焊接接頭進(jìn)行超聲c掃描，結(jié)果表明，接頭的平均合格率在96%以上，取接頭界面進(jìn)行sem觀察，界面存在一定的擴(kuò)散區(qū)域，金屬間化合物厚度明顯減小，這表明采用復(fù)板表面涂覆一層不參與反應(yīng)的氧化鋯粉末能夠有效減小界面擴(kuò)散區(qū)域，減少金屬間化合物和“塊”狀鋼片，實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度的焊接方法。

　　實(shí)施例4

　　鋁板和不銹鋼鋼板的尺寸均為20mm×100mm×2mm，電磁脈沖焊接的具體步驟如下：

　　（1）用砂紙打磨掉鋁板上表面油污，丙酮擦洗后晾干，進(jìn)行鋁板上表面涂覆氧化鋯粉末，在鋁板上筆標(biāo)記出噴涂氧化鋯的具體位置，用無水乙醇將氧化鋯配置成氧化鋯溶液，其濃度為30%，用5ml滴管吸滿氧化鋯溶液，再倒入10ml的噴壺，選擇距離水平放置復(fù)板10～20mm處，在復(fù)板上表面標(biāo)記處用噴壺均勻噴涂一層氧化鋯溶液（5ml溶液剛好用完），然后再在室溫中晾干。

　　（2）將待焊接的鋁板和鋼板以鋁板為復(fù)板，鋼板為基板的要求放置在焊接夾具工裝上；

　　（3）采用電木材料調(diào)整鋁板與鋼板之間板搭接間隙為1.8～2.2mm，搭接長度15mm，進(jìn)行鋁板/鋼板的電磁脈沖搭接焊接；

　　（4）設(shè)置電磁脈沖充電電壓16kv，電流為700ka，頻率為15khz，進(jìn)行充放電，線圈中通入周期極短的時(shí)變高強(qiáng)度電流，使鋁板在電磁力下快速撞擊鋼板實(shí)現(xiàn)焊接焊件。

　　將本實(shí)例得到的電磁脈沖焊接接頭進(jìn)行超聲c掃描，結(jié)果表明，接頭的平均合格率在94%以上，取接頭界面進(jìn)行sem觀察，界面存在一定的擴(kuò)散區(qū)域，金屬間化合物厚度明顯減小，這表明采用復(fù)板表面涂覆一層不參與反應(yīng)的氧化鋯粉末能夠有效減小界面擴(kuò)散區(qū)域，減少金屬間化合物和“塊”狀鋼片，實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度的焊接方法。

　　實(shí)施例5

　　鋁板和不銹鋼鋼板的尺寸均為20mm×100mm×2mm，電磁脈沖焊接的具體步驟如下：

　　（1）用砂紙打磨掉鋁板上表面油污，丙酮擦洗后晾干，進(jìn)行鋁板上表面涂覆氧化鋯粉末，在鋁板上筆標(biāo)記出噴涂氧化鋯的具體位置，用無水乙醇將氧化鋯配置成氧化鋯溶液，其濃度為40%，準(zhǔn)確量取6ml氧化鋯溶液，再倒入10ml的噴壺，選擇距離水平放置復(fù)板10～20mm處，在復(fù)板上表面標(biāo)記處用噴壺均勻噴涂一層氧化鋯溶液（6ml溶液剛好用完），然后再在室溫中晾干。

　　（2）將待焊接的鋁板和鋼板以鋁板為復(fù)板，鋼板為基板的要求放置在焊接夾具工裝上；

　　（3）采用電木材料調(diào)整鋁板與鋼板之間板搭接間隙為1.8～2.2mm，搭接長度20mm，進(jìn)行鋁板/鋼板的電磁脈沖搭接焊接；

　　（4）設(shè)置電磁脈沖充電電壓17kv，電流為750ka，頻率為16khz，進(jìn)行充放電，線圈中通入周期極短的時(shí)變高強(qiáng)度電流，使鋁板在電磁力下快速撞擊鋼板實(shí)現(xiàn)焊接焊件。

　　將本實(shí)例得到的電磁脈沖焊接接頭進(jìn)行超聲c掃描，結(jié)果表明，接頭的平均合格率在95%以上，取接頭界面進(jìn)行sem觀察，界面存在一定的擴(kuò)散區(qū)域，金屬間化合物厚度明顯減小，這表明采用復(fù)板表面涂覆一層不參與反應(yīng)的氧化鋯粉末能夠有效減小界面擴(kuò)散區(qū)域，減少金屬間化合物和“塊”狀鋼片，實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度的焊接方法。

　　實(shí)施例6

　　鋁板和不銹鋼鋼板的尺寸均為20mm×100mm×2mm，電磁脈沖焊接的具體步驟如下：

　　（1）用砂紙打磨掉鋁板上表面油污，丙酮擦洗后晾干，進(jìn)行鋁板上表面涂覆氧化鋯粉末，在鋁板上筆標(biāo)記出噴涂氧化鋯的具體位置，用無水乙醇將氧化鋯配置成氧化鋯溶液，其濃度為32%，準(zhǔn)確量取7ml氧化鋯溶液，再倒入10ml的噴壺，選擇距離水平放置復(fù)板10～20mm處，在復(fù)板上表面標(biāo)記處用噴壺均勻噴涂一層氧化鋯溶液（7ml溶液剛好用完），然后再在室溫中晾干。

　　（2）將待焊接的鋁板和鋼板以鋁板為復(fù)板，鋼板為基板的要求放置在焊接夾具工裝上；

　　（3）采用電木材料調(diào)整鋁板與鋼板之間板搭接間隙為1.8～2.2mm，搭接長度15mm，進(jìn)行鋁板/鋼板的電磁脈沖搭接焊接；

　　（4）設(shè)置電磁脈沖充電電壓15kv，電流為750ka，頻率為17khz，進(jìn)行充放電，線圈中通入周期極短的時(shí)變高強(qiáng)度電流，使鋁板在電磁力下快速撞擊鋼板實(shí)現(xiàn)焊接焊件。

　　將本實(shí)例得到的電磁脈沖焊接接頭進(jìn)行超聲c掃描，結(jié)果表明，接頭的平均合格率在94%以上，取接頭界面進(jìn)行sem觀察，界面存在一定的擴(kuò)散區(qū)域，金屬間化合物厚度明顯減小，這表明采用復(fù)板表面涂覆一層不參與反應(yīng)的氧化鋯粉末能夠有效減小界面擴(kuò)散區(qū)域，減少金屬間化合物和“塊”狀鋼片，實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度的焊接方法。

　　本發(fā)明選擇在鋁板上噴涂少量氧化鋯溶液，達(dá)到有效阻礙了金屬間化合物生成，提高了鋁/鋼焊接強(qiáng)度，整個(gè)過程操作簡單、方便實(shí)用，實(shí)現(xiàn)了輕量化設(shè)計(jì)和綠色生產(chǎn)，解決了鋁/鋼焊接強(qiáng)度低的問題，在汽車零部件生產(chǎn)中具有廣泛的應(yīng)用前景。

　　最后需要說明的是，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅是為說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其他不同形式的變化和變動(dòng)。這里無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引申出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之列。

　　技術(shù)特征：

　　技術(shù)總結(jié)

　　本發(fā)明屬于應(yīng)用焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了鋁板和鋼板電磁脈沖焊接方法，在鋁板的待焊接面上均勻涂覆氧化鋯，然后將鋁板和鋼板的待焊接面正對(duì)，最后使用電磁脈沖焊接鋁板和鋼板。該方法能有效阻礙鋁鐵金屬間化合物的產(chǎn)生，減少鋼塊夾雜在焊接接頭內(nèi)，從而提高鋁/鋼電磁脈沖焊接強(qiáng)度。

　　技術(shù)研發(fā)人員：遲露鑫;甘貴生;楊棟華;王新鑫;秦小龍

　　受保護(hù)的技術(shù)使用者：重慶理工大學(xué)

　　技術(shù)研發(fā)日：2019.01.28

　　技術(shù)公布日：2019.04.12