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      大尺寸耐热氧化铝板过渡技术焊接性

铝钢异种金属冷金属过渡技术焊接性研究 当前，随着铝及其氧化铝板在汽车工业中的应用越来越广泛，铝钢异种金属之间的连接便成为焊接领域的热点和难点问题之一。因此，研究铝氧化铝板和镀锌钢异种金属CMT熔钎焊焊接具有重要的理论意义和实用价值。本文针对汽车工业中铝氧化铝板和镀锌钢异种金属的轻量化结构制造，对铝氧化铝板与镀锌钢异种金属薄板搭接件进行了冷金属过渡(CMT熔钎焊连接，利用正交实验法研究工艺参数、焊丝成分、母材类型对焊缝宏观形貌、接头微观组织和力学性能的影响，通过调整各种焊接工艺参数及改善焊接工艺条件，得到铝氧化铝板和镀锌钢薄板异种金属CMT焊接接头性能最佳的焊接工艺参数。

 通过对1mm厚不同型号变形铝氧化铝板（518360617075和镀锌钢板（镀锌层厚度分别为4060120g/m2异种材料进行CMT焊接试验，试验结果表明，接头为典型的搭接接头形貌，焊接接头由钎焊接头和熔焊接头两部分组成。钎焊接头主要由中心界面区、过渡界面区、富锌区以及与焊缝形成钎焊连接的镀锌钢母材组成；熔焊接头主要是由熔焊接头焊缝、焊接热影响区及铝母材组成。熔化区主要由α-A l相及Al-Si共晶相组成；钎焊接头中心界面区化合物层的宽度大约为35μm反应层为致密的Fe2A l5金属间化合物层；过渡界面区反应层的宽度为23μm靠近熔化区的一侧有灰色的絮状物，其成分为富铝的固溶体，靠近钢一侧致密的灰色物质为FeA l3金属间化合物层；富锌区是由实心树枝状晶的铝锌α固溶体和枝晶间的残留铝所组成的网状结构。运用正交实验设计研究了各种焊接规范参数以及不同型号的变形铝氧化铝板和镀锌钢板对铝钢焊接接头宏观形貌、微观组织和力学性能的影响。试验结果显示：焊丝成分是影响焊接接头力学性能的最主要因素，其中4043AlSi5焊丝的焊接接头力学性能优于4047和5356从而说明硅含量在5%左右的铝氧化铝板焊丝的焊接性较好，铝硅焊丝（4043熔点低，熔融液态铝在钢表面浸湿，流动性好，湿润角小，有利于焊缝的成型。结果表明：7075系列铝材在焊接电压13V送丝速度6.07.0m/min焊接速度6.57.0mm/偏离距离1.52.5mm镀锌层厚度120g/m2并用4043焊丝时可得到焊缝成型和接头性能良好的熔钎焊接头。由于FRP材料的抗火能力很差，CFRP材料很难应用于抗火要求高的建筑结构中。本文对圆截面钢管--CFRP-组合柱组合短柱（简称为SCCC组合柱）力学性能进行研究，其组成是由外部的钢管、环形、CFRP圆管、核心四部分组成。由于属于热惰性材料，高温环境中环形就能有效保护CFRP圆管并延长耐高温的时间。

只是从力学方面对构件进行研究，还应该从多个方面对其进行深入研究，才能推动其在工程中更好的发展。本文利用试验和有限元模拟分析两种方法对新型SCCC组合柱的轴压力学性能进行研究。详细先容了试验的过程、试件的设计、加载方案和测量方法以及有限元采用的单元类型和边界条件等。试验结果表明：由于CFRP圆管对核心有很好的约束套箍作用，所以随着CFRP圆管直径的增加新型SCCC组合柱的轴向极限承载力也随之增大。有限元的分析结果表明：利用有限元AppABA QUS计算的结果与试验结果基本上能够吻合。说明只要选取合适的单元类型、破坏准则和边界条件并定义好实际的材料属性，新型SCCC组合柱可以通过有限元App进行数值模拟。一些无法用试验完成的大型或者超大型构件也可以利用有限元App进行数值计算。根据试验结果和有限元模拟的结果可以得到随着CFRP管直径的增加，新型SCCC组合柱的轴心抗压能力也随之增强。本文的研究成果可以为SCCC组合柱在工程中的应用发展及今后对组合柱其他方面性能的研究提供参考。

 和钢材能够相互结合的应用材料，SCCC组合柱轴压力学性能研究 CFRP复合材料是一种新型结构材料。由于其抗拉强度高、耐腐蚀性好等诸多优点在航空航天工程以及建筑工程中被广泛应用。目前，工程中CFRP主要应用在结构的加固方面，CFRP大部分都是裸露在结构的外部。   

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