本发明属于材料连接，特别涉及铝合金与钢熔钎-搅拌摩擦焊铆复合连接方法。
背景技术：
1、轻量化理念的广泛应用推动了汽车和航空航天工业的技术革新和可持续发展，铝合金因其具有密度低、耐腐蚀好、塑性好等优异性能，经常与钢连接形成复合结构，从而实现轻量化设计。然而，铝钢二者固溶度较低且热膨胀系数差异较大，焊接过后接头容易产生大量的脆性fe-al金属间化合物及较大的残余应力，严重恶化接头性能，因此，采用常规的单一熔钎焊方法，例如激光焊、tig焊等很难获得良好连接。
2、文献“effects of preheat treatment on microstructure evolution andproperties of brazed-fusion welded joint of aluminum alloy to steel,h.ma,g.qin,l.wang,et al.,materials and design,2016 90:330-339.”报道了铝合金与不锈钢熔钎焊过程中金属间化合物的生长行为，金属间化合物层的形成说明铝合金和不锈钢发生了冶金结合，但当化合物层过厚时，接头强度过低，使接头可能会发生自发断裂，严重恶化接头性能。
3、申请号cn202210035908.0的发明专利公开了一种铝-钢复合结构制备用过渡层焊丝及制备与电弧堆焊方法，通过设计过渡层焊丝成分抑制了铝钢接头金属间化合物的生成，依靠ag元素降低熔点及提高基体的润湿性和铺展性，但焊丝的设计成本增加，此外，该方法未涉及焊缝内部残余应力问题解决方案。
4、搅拌摩擦焊作为一种高效的固相连接技术，具有焊接温度低、变形小、焊接缺陷少、易于获得高强度接头等优点，但对于铝钢焊接而言，由于二者硬度、熔点等差异较大，直接采用搅拌摩擦焊方法对搅拌头材料提出了苛刻要求，导致焊接能力变差、作业成本增加，此外，单一搅拌摩擦焊方法制备的铝钢接头在极端工况服役过程中容易出现低应力开裂，极大地增加了安全隐患。
5、文献“gas tungsten arc welding assisted hybrid friction stir weldingof dissimilar materials al6061-t6 aluminum alloy and sts304 stainless steel,h.bang,h.bang,g.jeon,et al.,materials and design,2012 37:48-55.”报道了一种al6061-t6铝合金与sts304不锈钢复合焊接方法，该方法通过gtaw对不锈钢表面进行预热，利用额外热源增强不锈钢材料塑性流动，可有效减轻对搅拌头的损伤，但需要指出该方法中电弧仅提供辅助热源，接头残余应力仍不均匀分布，并未消除低应力开裂的风险。
6、由此可见，为了降低铝钢接头金属间化合物的危害(减薄厚度或改变形态)，同时释放接头残余应力，提升焊接接头强度，急需开发一种成本低廉且操作简单、实用的新工艺方法来改善铝钢接头性能，实现铝合金与钢异质金属接头的高性能连接。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明公开铝合金与钢熔钎-搅拌摩擦焊铆复合连接方法，具体方案如下：
2、铝合金与钢熔钎-搅拌摩擦焊铆复合连接方法，包括以下步骤：
3、s1.对钢板与铝合金板表面进行打磨；
4、s2.将铝合金板与钢板进行固定，使焊接接头为对接接头形式，所述铝合金板上设有坡口，所述钢板上表面设有预制槽；
5、s3.在预制槽的上方设置tig焊的焊枪，在钢板与铝合金板之间区域的上方设置搅拌摩擦焊的搅拌头，焊接时首先启动tig焊的焊枪，焊丝熔化后的液态金属填充满所述预制槽之后流入至钢板与铝合金板之间的区域内，形成填充金属，当位于钢板与铝合金板之间的填充金属处于半固态状态时，搅拌摩擦焊的搅拌头从铝合金板与钢板之间的区域的起点介入，完成钢板与铝合金板的焊接；焊接过程中搅拌摩擦焊的搅拌头与tig焊的焊枪以相同的速度同向运动；
6、s4.焊接完成后，首先关闭tig焊的焊枪，然后撤出搅拌摩擦焊的搅拌头，关闭搅拌摩擦焊机。
7、作为本发明技术方案的补充，所述搅拌摩擦焊搅拌头的轴肩覆盖所述预制槽及铝合金板上的坡口。
8、作为本发明技术方案的补充，所述步骤s1中，所述预制槽具体结构为燕尾槽结构。
9、作为本发明技术方案的补充，所述预制槽具体结构为连续不间断的燕尾槽结构。
10、作为本发明技术方案的补充，所述步骤s2中，对铝合金板开设坡口的角度为30°-40°。
11、作为本发明技术方案的补充，所述步骤s3中，tig焊的焊接工艺参数具体为：tig焊枪的钨极尖端与钢板水平面间距0.5-2.5mm，氩气保护气体流量18-22l/min，焊接电流20-200a，焊接速度1.5-4mm/s，送丝速度10-28mm/s。
12、作为本发明技术方案的补充，所述步骤s3中，搅拌摩擦焊的焊接工艺参数具体为：转速400-1500r/min，轴肩下压量0.1mm，焊接速度1.5-4mm/s，搅拌针倾角2°-2.5°。
13、作为本发明技术方案的补充，所述步骤s3中，搅拌摩擦焊采用静轴肩搅拌摩擦焊。
14、有益效果：
15、1.本发明通过tig焊与搅拌摩擦焊铆复合连接，突破单一焊接方法的局限，构思新颖。
16、2.通过钢板的预制槽，使用tig焊协同搅拌摩擦焊，使tig焊熔化焊丝后形成的液态金属填充满预制槽之后流入至钢板与铝合金板之间的区域内，形成宏观焊铆复合连接。
17、3.在焊缝金属处于半固态状态时，搅拌摩擦焊的搅拌头介入，利用大形变破碎金属间化合物等脆性相，达到减薄化合物厚度及细化晶粒组织的效果，此外，破碎的界面金属间化合物层以锯齿状形态存在，原位形成微观焊铆复合连接。
18、4.搅拌摩擦焊的搅拌头介入后，搅拌头的静轴肩降低焊缝金属峰值温度，改善焊缝成形，释放焊缝内部残余应力。
1.铝合金与钢熔钎-搅拌摩擦焊铆复合连接方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的铝合金与钢熔钎-搅拌摩擦焊铆复合连接方法，其特征在于，所述搅拌摩擦焊搅拌头的轴肩覆盖所述预制槽及铝合金板上的坡口。
3.根据权利要求1所述的铝合金与钢熔钎-搅拌摩擦焊铆复合连接方法，其特征在于，所述步骤s1中，所述预制槽具体结构为燕尾槽结构。
4.根据权利要求3所述的铝合金与钢熔钎-搅拌摩擦焊铆复合连接方法，其特征在于，所述预制槽具体结构为连续不间断的燕尾槽结构。
5.根据权利要求1所述的铝合金与钢熔钎-搅拌摩擦焊铆复合连接方法，其特征在于，所述步骤s2中，对铝合金板开设坡口的角度为30°-40°。
6.根据权利要求1所述的铝合金与钢熔钎-搅拌摩擦焊铆复合连接方法，其特征在于，所述步骤s3中，tig焊的焊接工艺参数具体为：tig焊枪的钨极尖端与钢板水平面间距0.5-2.5mm，氩气保护气体流量18-22l/min，焊接电流20-200a，焊接速度1.5-4mm/s，送丝速度10-28mm/s。
7.根据权利要求1所述的铝合金与钢熔钎-搅拌摩擦焊铆复合连接方法，其特征在于，所述步骤s3中，搅拌摩擦焊的焊接工艺参数具体为：转速400-1500r/min，轴肩下压量0.1mm，焊接速度1.5-4mm/s，搅拌针倾角2°-2.5°。
8.根据权利要求1所述的铝合金与钢熔钎-搅拌摩擦焊铆复合连接方法，其特征在于，所述步骤s3中，搅拌摩擦焊采用静轴肩搅拌摩擦焊。
