AA1060–DP600板材电磁脉冲连接工艺研究

李昊桦，张梅富，姜爔，于海平,b

先进焊接与连接

AA1060–DP600板材电磁脉冲连接工艺研究

李昊桦a，张梅富a，姜爔a，于海平a,b

（哈尔滨工业大学 a.材料科学与工程学院；b.金属精密热加工国家级重点实验室，哈尔滨 150001）

基于平板线圈对AA1060–DP600板材电磁脉冲连接过程进行数值模拟与工艺实验，探索线圈匝数、搭接区宽度、搭接间隙和放电电压等4个参数对连接接头质量的影响。基于有限元分析软件（LS–DYNA），建立尺寸参数为80 mm×40 mm×1 mm的AA1060–DP600板材电磁脉冲连接有限元模型；基于平板线圈搭接实验装置进行工艺实验，采用电子万能实验机、金相显微镜对接头拉伸性能进行测试并观察其微观形貌，结合模拟与工艺实验的结果分析各个参数对接头质量的影响。随平板跑道线圈匝数由1匝增至6匝，飞板与基板碰撞速度先升后降，在3匝时达到最大值；搭接间隙过大（2.5 mm）或过小（1.5 mm）都会使碰撞速度下降，进而使接头强度下降；碰撞速度和接头强度与搭接区宽度和放电电压成正相关，放电电压在9 kV及以上时更易实现连接；连接接头界面总体趋于平直，部分区域出现小波峰大波长的波形。以拉伸性能最优为标准，最优的工艺参数为线圈匝数3匝、搭接间隙2 mm、搭接区宽度25 mm、放电电压11 kV，此条件下试件可承受的最大载荷为2.33 kN，达到母材AA1060的75%。

磁脉冲连接；异种金属板连接；铝–钢；数值模拟

铝–钢异种金属连接件可以在保证整体结构强度的同时显著降低结构质量，实现汽车轻量化，减少能源的消耗及温室气体排放[1-2]。但由于铝和钢等2种金属之间的物理化学性质差异大，用常规的熔化连接方法很难得到质量较好的连接接头[3-5]。……