高頻感應焊接在汽車行業中的應用研究

高頻感應焊接在汽車行業中的應用研究

隨著對汽車輕量化要求的不斷提高，汽車制造商開始對傳統的汽車結構進行改造，從而使越來越多的空心結構件應用在汽車上。同時，輕質材料（如鋁合金材料）也逐漸被應用在汽車制造中。但是，對于鋁合金空心結構件的焊接仍然存在難以解決的問題。這是因為在鋁合金材料表面會有一層熔點高、穩定性強且十分致密的氧化膜，因此在焊接后所形成的熔合物難以清理，而若清理不凈，則可能加快鋁合金空心結構件焊接處的腐蝕，導致鋁合金空心結構件的使用壽命降低。對此，研究了將過去用于鋁管焊接的高頻感應焊接應用到汽車鋁合金空心結構件的焊接。

高頻感應焊接利用了高頻感應設備產生的高頻磁場在磁導材料表面發生電磁效應和焦耳效應，這兩種效應在材料表面產生渦流，該渦流將產生熱能而加熱材料表面，使材料熔化來實現焊接。與常規電阻點焊相比，高頻感應焊接具有加熱速度快、生產效率高、熱影響區小和對基材損傷小等優點。同時，高頻感應焊接能夠避免在焊接表面形成脆性化合物，使焊接接頭具有優異的力學性能。

通過試驗對比了研究高頻感應焊接與電阻點焊。基于ISO 10113標準進行鋁合金空心結構件試樣的制作。采用高頻感應焊接系統對兩個鋁合金空心結構件試樣進行焊接，從而得到焊接試樣。采用常規電阻點焊進行對比試驗試樣的制作。將焊接試樣和對比試樣進行搭接剪切測試和循環加載疲勞壽命測試，并將兩者測試結果進行對比。結果顯示，高頻感應焊接試樣的搭接剪切強度與常規電阻點焊試樣的搭接剪切強度相同，但高頻感應焊接試樣的循環載荷疲勞壽命顯著高于常規電阻點焊試樣的循環載荷疲勞壽命。

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