[发明专利]一种铝钢异种金属的焊接接头

权利要求书

1.一种铝钢异种金属的焊接接头，其特征在于，所述的焊接接头为连接相互堆叠的铝钢异种金属工件的点焊缝，所述的点焊缝内部在铝钢界面存在钢凸结构，该钢凸结构由钢工件向铝工件方向凸起延伸，所述的钢凸结构的直径D₁为2√t～7√t mm，其中t为铝工件的厚度，钢凸结构由铝钢界面嵌入到铝工件的深度t₁为铝工件厚度的0.1～0.8倍，所述的焊接接头在铝钢界面为冶金结合界面，且冶金结合面直径D₂为3√t～9√t mm(其中t为铝工件的厚度)，所述的冶金结合面直径D₂大于所述的钢凸结构的直径D₁；

在所述的钢凸结构外围还存在环形焊缝，所述的环形焊缝在铝钢界面上的内直径D₃大于钢凸结构的直径D₁，所述的环形焊缝在铝钢界面上的外直径D₄小于冶金结合面直径D₂的3.5倍；所述的环形焊缝由钢工件表面熔透到铝工件内，且在铝工件内的熔深t₂小于铝工件厚度的0.6倍。

2.根据权利要求1所述的一种铝钢异种金属的焊接接头，其特征在于，在所述的铝钢冶金结合界面中存在Fe-Al系金属间化合物层，所述的Fe-Al系金属间化合物层厚度小于10μm，所述的环形焊缝为一圈形焊缝或者为多圈不同直径的同心环形焊缝组成。

3.根据权利要求1所述的一种铝钢异种金属的焊接接头，其特征在于所述的焊接接头的钢工件表面还存在凹压痕，所述的凹压痕深度不超过2.0倍的钢工件厚度。

4.一种铝钢异种金属的焊接接头的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将钢工件和铝工件加热到塑性状态或局部熔融状态，并对钢工件表面施加压力挤压出钢凸结构，使钢凸结构的凸起部挤压进铝工件中，铝钢界面的金属元素在高温作用下相互扩散形成冶金结合的界面；

步骤2：采用熔化焊方法在所述的钢凸结构外围和所述的冶金结合面直径的3.5倍范围内区域制备环形熔化焊焊缝。

5.根据权利要求4所述的一种铝钢异种金属的焊接接头的制造方法，其特征在于，在步骤1中所采用的加工方法包括电阻焊、摩擦焊和扩散焊，形成所述的焊点后，铝工件表面只产生较小的变形。

6.根据权利要求4所述的一种铝钢异种金属的焊接接头的制造方法，其特征在于，在步骤2中所采用的熔化焊方法包括激光焊、电子束焊或电弧焊。

7.根据权利要求4所述的一种铝钢异种金属的焊接接头的制造方法，其特征在于，所述的钢工件和铝工件的厚度为0.2～3.5mm，所述的步骤2中采用熔化焊方法制备环形焊缝时通过吹惰性保护气体避免焊缝被氧化。

8.根据权利要求5所述的一种铝钢异种金属的焊接接头的制造方法，其特征在于，所述的电阻焊采用电阻点焊，所述的电阻焊采用特殊电极，该电极包括与钢工件相接触的钢电极和与铝工件相接触的铝电极，钢电极焊接面设置有环形凹槽，所述的环形凹槽将钢焊接面分为内焊接面和外焊接面，所述的内焊接面高度大于外焊接面，且高度差为0.05～1.2mm，所述的环形凹槽底部低于外焊接面，且高度差为0.1～1.5mm；所述的铝电极焊接面中心为凹弧面，且凹弧面的最大深度为0.05～1.0mm，沿所述的凹弧面的外围设有至少一个凸起圆环，凸起圆环的高度为0.1～0.8mm，宽度为0.2～0.8mm，所述的铝电极凸起圆环直径大于所述钢电极内焊接面直径。