铝-钢异种金属薄板的点焊技术研究现状

任江伟 ，陈捷狮 ，俞志平 ，杨尚磊 ，郑永佳 ，周细应

（1.上海工程技术大学材料工程学院，上海201620；2.上海鑫燕隆汽车装备制造有限公司，上海201900）

0 前言

随着全球各行业对环保要求的提高，轻量化成为汽车行业发展的主流。铝合金是目前汽车行业应用最为广泛的轻量化材料，如老款奥迪A8、凯迪拉克CT6、特斯拉Model S等车型几乎都采用了全铝车身。但是铝合金的特性使得全铝车身不能完全满足汽车日益高涨的安全性要求。因此，铝-钢混合结构车身成为汽车行业的焦点。2004年宝马公司推出采用铝-钢混合结构的车身；2006年奥迪公司在TT跑车上应用了铝-钢混合车身结构[1]。对于白车身的制造，零部件多为薄板件，连接型式多为搭接，因此适用各种点焊方法。一般白车身上包含多达4 000～6 000个焊点，因此，焊点质量的可靠性是汽车制造业面临的挑战。

近年来，许多点焊技术都用于铝-钢的连接，包括电阻点焊、搅拌摩擦点焊、超声波点焊、钎焊、机械连接技术（自穿刺铆接、无铆钉铆接、自攻螺纹连接等）等。钎焊能够实现异种金属的连接，但效率低，工艺较难控制，对工件尺寸及外形也有特殊要求，不利于批量生产。机械连接技术对材料的适用性强，但是外观质量较差，未能实现冶金结合[2]。本研究主要分析电阻点焊、搅拌摩擦点焊和超声点焊3种工艺方法制备的接头的组织特征和力学性能。

1 铝/钢异种金属的焊接性

Al和Fe的主要物理性能参数见表1。由表1可知，两者之间的熔点相差太大，造成两者难以同时熔化；……