爆炸焊是利用炸藥爆炸時(shí)的可控能量作為能源,使焊接金屬表面發(fā)生高速傾斜碰撞,從而在金屬界面上發(fā)生局部劇烈的塑形變形,并達到原子間結合的一種焊接工藝。爆炸焊接的過(guò)渡區在微觀(guān)組織上具有壓力焊、熔化焊和擴散焊的特性。
研究爆炸焊界面的結合機理時(shí)認為,爆炸焊焊接界面同時(shí)具有熔化、擴散和壓力焊的特征,是壓力焊、熔化焊和擴散焊“三位一體”的焊接技術(shù)。爆炸焊具有焊接時(shí)間非常短,母材金屬間的反應區(或熱影響區)非常小的特點(diǎn)。在各種焊接方法中,爆炸焊可以焊接的異種金屬的組合的范圍最廣,原則上來(lái)講爆炸焊可以焊接一切異種金屬。
目前,爆炸焊是鋁及鋁合金與鋼的連接中常用的一種焊接方法,該焊接方法得到的焊接接頭的強度要高于較弱母材的強度,而且焊接接頭的氣密性好。但是,爆炸焊工藝控制比較困難,需要根據實(shí)際情況嚴格控制炸藥量和界面間隔等工藝參數,其危險性使之較難應用于汽車(chē)制造業(yè)。
摩擦焊是以機械能為能源的一種固相連接方法。它是利用焊件兩表面間相互摩擦所產(chǎn)生的熱來(lái)實(shí)現金屬連接。摩擦焊對鋁和鋼焊接而言是一種行之有效的焊接方法。在焊接過(guò)程中,高速旋轉產(chǎn)生的作用力破壞了鋁表面的氧化膜,從而降低甚至消除了氧化膜的有害作用;同時(shí),由于摩擦焊是在金屬不發(fā)生熔化的條件下完成的,因此焊接過(guò)程可以抑制Al-Fe金屬間化合物的生成。但摩擦焊的不足之處在于難以實(shí)現一些復雜形狀的工件連接。因此摩擦焊在鋁/鋼等異種金屬汽車(chē)零部件的焊接中受到了很大程度的限制。
攪拌摩擦焊的工作原理是攪拌頭高速旋轉的同時(shí)插入焊縫中,通過(guò)摩擦產(chǎn)生的熱使焊頭周?chē)牟牧宪浕?,并發(fā)生強烈的塑形變形和流動(dòng),同時(shí)通過(guò)肩部所施加的壓力使焊縫處的變形金屬通過(guò)相互擴散與再結晶牢固地結合在一起。攪拌摩擦焊具有較低的能量輸入、較短的焊接時(shí)間、較小的變形和相對較低的焊接溫度等優(yōu)點(diǎn),特別適用于焊接鋁材。