高频感应焊接在汽车行业中的应用研究

高频感应焊接在汽车行业中的应用研究

随着对汽车轻量化要求的不断提高，汽车制造商开始对传统的汽车结构进行改造，从而使越来越多的空心结构件应用在汽车上。同时，轻质材料（如铝合金材料）也逐渐被应用在汽车制造中。但是，对于铝合金空心结构件的焊接仍然存在难以解决的问题。这是因为在铝合金材料表面会有一层熔点高、稳定性强且十分致密的氧化膜，因此在焊接后所形成的熔合物难以清理，而若清理不净，则可能加快铝合金空心结构件焊接处的腐蚀，导致铝合金空心结构件的使用寿命降低。对此，研究了将过去用于铝管焊接的高频感应焊接应用到汽车铝合金空心结构件的焊接。

高频感应焊接利用了高频感应设备产生的高频磁场在磁导材料表面发生电磁效应和焦耳效应，这两种效应在材料表面产生涡流，该涡流将产生热能而加热材料表面，使材料熔化来实现焊接。与常规电阻点焊相比，高频感应焊接具有加热速度快、生产效率高、热影响区小和对基材损伤小等优点。同时，高频感应焊接能够避免在焊接表面形成脆性化合物，使焊接接头具有优异的力学性能。

通过试验对比了研究高频感应焊接与电阻点焊。基于ISO 10113标准进行铝合金空心结构件试样的制作。采用高频感应焊接系统对两个铝合金空心结构件试样进行焊接，从而得到焊接试样。采用常规电阻点焊进行对比试验试样的制作。将焊接试样和对比试样进行搭接剪切测试和循环加载疲劳寿命测试，并将两者测试结果进行对比。结果显示，高频感应焊接试样的搭接剪切强度与常规电阻点焊试样的搭接剪切强度相同，但高频感应焊接试样的循环载荷疲劳寿命显著高于常规电阻点焊试样的循环载荷疲劳寿命。

Oliver Hilgert et al. Proceedings of the 2016 11th International Pipeline Conference,Calgary 26-30 September.2016.编译：王淼