马氏体含量对合金化热镀锌双相钢电阻点焊接头组织与性能的影响

目的 研究在双相钢电阻电焊过程中马氏体含量对点焊接头组织、性能的影响规律。方法 使用电阻点焊机对DP780、DP980、DP1180 3种马氏体含量不同的锌铁合金化热镀锌双相钢进行焊接,利用欧姆表、光学显微镜、扫描电镜、拉伸机和显微硬度计等设备,对基板的电阻率、工艺窗口、接头力学性能、焊点断裂模式、金相组织进行表征。结果 在AWS D8.9M-2012焊接标准体系下,DP780、DP980、DP1180焊接电流窗口依次减小,DP780、DP980、DP1180 3种材料在最大焊接电流下的焊核直径基本一致;熔核区硬度呈增大趋势,DP780点焊接头软化不明显,DP980和DP1180的热影响区出现明显的软化现象,这主要是由母材热影响区中的马氏体回火造成的。DP780、DP980、DP1180的最大剪切力分别为23 062、27 317、28 183 N。DP780为拔核断裂模式,DP980和DP1180为部分拔核断裂模式。结论 双相钢中马氏体含量的增加会使焊接电流窗口降低,整体向焊接电流减小的方向偏移,但是会提高上限电流的焊点承载强度。     

PHS1800热成形钢电阻点焊接头截面特性及工艺优化

目的 研究不同参数下PHS1800热成形钢电阻点焊接头截面特性及其工艺。方法 利用金相显微镜、扫描电子显微镜和万能试验机,对点焊接头的焊点熔透率、压痕率、熔核直径、压痕直径及拉伸性能进行测试。结果 随着焊接时间的增加,各截面特性总体呈线性增长的趋势,当焊接时间超过0.6 s时,接头熔核直径减小;随着焊接电流的增大,各截面特性整体呈上升的趋势,当焊接电流为11.5 kA时,熔透率达到峰值,继续增大焊接电流,压痕率迅速上升;随着焊接压力的增大,熔透率增至59.17%后不断减小,压痕率不断增大,熔核直径与压痕直径无明显变化。基于三因素八水平正交实验,确定点焊接头最大拉伸载荷为16.54 kN,其断口为脆性断裂。结论 焊接时间和焊接电流对点焊接头截面特性的影响较为显著,拉伸性能受焊接电流的影响最大。实验得到了成形良好的焊接接头,最优参数如下:焊接时间为0.6 s,焊接电流为11.5 kA,焊接压力为2.0 kN。本实验可为热成形钢在汽车加工中的应用提供理论基础和技术支持。     

车用DP600和DC54D涂胶与未涂胶电阻点焊研究

对异种钢不同板厚涂胶与未涂胶DP600双相钢和超低碳DC54D电阻点焊进行了研究。深入分析了不同焊接时间下焊接接头显微组织、显微硬度、拉剪性能及扫描断口。研究结果表明,随着焊接时间的延长,焊点直径增大。当焊接时间为2周波时,热影响区为"半月形",延长焊接时间,熔核形状由"蝶形"转变为"椭型"。由于DC54D对熔核区碳含量的稀释作用,熔核区显微硬度低于热影响区硬度。拉伸-剪切试验中,当焊接时间为13-19周波时,涂胶与未涂胶接头拉剪强度趋于稳定。未涂胶接头的最大拉剪强度为5.45kN,涂胶接头的最大拉剪强度为5.15kN。当焊接电流为9kA、电极压力为2.6kN、焊接时间为13-19周波时,涂胶的焊接接头能得到优异的力学性能,但是比未涂胶接头略差。未涂胶与涂胶接头断裂均发生在DC54D侧。     

蜂窝与K418B高温合金电阻定位焊工艺研究

目的 获得蜂窝电阻定位焊的最佳工艺参数并提高焊接接头的力学性能。方法 通过正交试验法,对15 mm×10 mm×4.2 mm的GH3536蜂窝和15 mm×10 mm×2.5 mm的K418B基板进行系列电阻焊实验,主要的焊接工艺控制参数包括焊接电流、焊接时间和焊接压力。对焊接接头进行了抗拉强度测试,系统分析了工艺参数对接头力学性能的影响;通过光学显微镜和扫描电镜（SEM）对拉伸试样的断口形貌和失效形式进行了观测;采用电镜配套的能谱（EDS）探头对焊接接头的界面元素进行了分析。结果 GH3536蜂窝与K418B基板定位焊系列接头的最高平均抗拉载荷为123.76 N。接头界面处的K418B基板为细小等轴晶组织。基板与蜂窝之间存在宽度约2μm的界面层,其成分与基板相近。接头断口焊合区面积随电流的增大而增大,且在高电流下焊合区焊痕呈蝴蝶状分布。结论 在电阻定位焊工艺参数中,焊接电流对接头强度的影响最为显著,其次为焊接压力,焊接时间的影响程度相对较弱。得到的最优参数组合如下：焊接时间为2ms,焊接电流为4.5 kA,焊接压力为17.5 N。在该参数下能够获得最高的接头平均抗拉载荷（123.76...     

DP780高强钢胶接点焊的多元非线性回归模型

基于Box-Behnken Design(BBD)设计方法,开展DP780高强钢胶接点焊的试验研究。以接头的失效载荷、熔核直径为目标量,将焊接电流、焊接时间、电极压力以及各参数之间的交互作用作为影响目标量的因素,建立DP780高强钢胶接点焊接头多元非线性回归模型。试验验证表明,建立的多元非线性回归数学模型具备高的显著性且拟合程度高,可实现对接头失效载荷、熔核直径的有效预测;胶焊接头的失效载荷、熔核直径随焊接电流增大及焊接时间的延长而增大,随电极压力的减小而递增;基于回归模型获得最优工艺参数:焊接电流8.3 kA,焊接时间150 ms,电极压力0.3 MPa,对应参数下接头的失效载荷达到16 369 N。借助超声C扫图像甄别出焊核外存在胶层烧灼气化区,当焊接时间较短时,焊接电流的增加会提供更多的热输入量,导致胶层烧灼气化面积增大,进而降低接头的静力学性能。     

焊前及焊后热处理对TC11钛合金线性摩擦焊接头组织性能的影响

目的 研究焊前及焊后热处理（950 ℃+1 h+AC/540 ℃+6 h+AC）对TC11钛合金线性摩擦焊接头组织演变和力学性能的影响。方法 采用光镜、扫描电镜、显微硬度及拉伸试验对不同热处理条件下的接头进行了组织分析和力学性能测试。结果 金相结果表明,焊前热处理对焊接过程中接头的组织演变影响较小。在焊态和焊前热处理接头的焊接中心区域（WCZ）观察到类似的马氏体组织,但明显的热影响区域只能在焊前热处理接头中找到。焊后热处理后,WCZ中的马氏体组织转变为网篮组织,热力影响区（TMAZ）的初生α和转变β晶粒均有一定程度的长大。力学性能结果表明,焊前热处理可以提高整个接头的显微硬度,但硬度分布趋势与焊态接头的分布趋势相似。结论 焊后热处理可以降低WCZ和TMAZ的显微硬度,但母材的显微硬度有所提高。焊前和焊后热处理都可以提高接头抗拉强度,但会降低接头伸长率,特别是在焊前热处理条件下。     

SiCp/Al复合材料电阻点焊剪切断口形貌

为了优化SiC p/Al复合材料电阻点焊工艺参数,采用不同焊接电流和焊接时间对SiCp/Al复合材料进行了电阻点焊连接,对接头进行了剪切强度试验,用扫描电镜对不同的点焊剪切断口进行微观形貌分析.结果表明:最优的焊接电流和时间匹配值为焊接电流I=14.6 kA,焊接时间t=0.2 s,配合电极压力F=2 500 N点焊,熔核直径适中,接头拉剪力可达1 693 N;撕开后的焊点断口两侧分别呈规则的圆凸台和圆孔状,呈纽扣型断裂,接头成型良好.当焊接电流和时间的匹配值小于最优参数时,点焊接头只有少量的点形成冶金结合,呈结合面断裂,焊接强度较低;当焊接电流和时间的匹配值大于最优参数时,点焊接头易过热,断口上出现气孔、裂纹、电极粘附烧蚀缺陷,接头强度降低.     

DP590双相钢点焊接头的正交试验及超声检测分析

对DP590双相钢点焊接头进行正交试验,研究不同工艺因素对点焊接头失效载荷和焊核直径的影响,确定最优点焊工艺参数,并探讨点焊接头压痕深度的超声测量方法.采用超声波水浸聚焦入射法对1.5 mm厚的DP590双相钢点焊接头进行超声C扫描,获得接头焊核直径,利用超声A扫信号,计算点焊接头压痕深度,并与实际测量结果对比.研究表明:焊接参数对DP590点焊接头的失效载荷与焊核直径的显著性影响一致,从大到小依次为焊接电流、焊接时间、电极压力;DP590点焊接头最优的焊接工艺参数为:焊接时间70 ms,焊接电流15.0 k A,电极压力6.5 k N,在此参数下接头的抗拉强度为9 521.4 N;超声A扫信号计算得到的点焊接头表面压痕率与实际压痕率的误差在2.5%~9.7%,超声计算所得压痕深度与实际测量压痕率较为接近.     

建筑镀锌钢板的焊接接头组织与性能研究

采用电阻点焊的方法对建筑镀锌钢板进行了焊接处理,研究了不同焊接电流条件下焊接接头力学性能和熔核区显微形貌,并分析了电流强度对镀锌钢板组织与性能的影响。结果表明,镀锌钢板基材由亮白色的马氏体和灰色的铁素体组成,岛状马氏体均匀分布在铁素体基体上;当焊接电流从8.5 kA增加至12.0 kA时,镀锌钢板焊接接头熔核区中未见焊接缺陷的存在,但是焊接电流的增加使得熔核中的柱状晶有逐渐变粗的趋势,熔核中心区域的晶粒在一定程度上得到粗化;随着焊接电流的增加,镀锌钢板的拉剪力和熔核直径呈现先增加而后降低的趋势,在焊接电流为10.5 kA时取得最大值。     

微细丝与异质材料多股导线平行电极电阻钎焊装置设计及焊接工艺研究

目的 开发用于微细直径丝材与不等直径异质多股线精密连接的装置,并对其进行优化设计。方法 采用直径为0.2 mm的镍丝与不等直径铜质多股线为焊材,采用石墨电极,设计了以上电极为凸台、下电极为凹槽的方案,但考虑到凸台电极容易发生损耗,将上电极优化为平行电极,并结合装置特点设计了专用工装夹具。在此基础上进行焊接试验;分别选用直接微电阻钎焊工艺与平行电极微电阻钎焊工艺对镍丝与铜质多股线进行焊接试验,对比研究了先上电极优化后微电阻钎焊、先压方后微电阻钎焊、直接微电阻钎焊、平行电极微电阻钎焊工艺所得焊接接头的成形情况,探究不同工艺与焊接参数对接头质量的影响机制,并获得最优工艺方案;对不同工艺及焊接参数下所得的焊接接头进行拉剪力测试与微观组织分析,对不同条件下接头的拉剪力与微观组织进行分析比较,并对拉剪性能较好的平行电极微电阻钎焊接头进行振动测试,研究其抗振性能。结果 采用先上电极优化后微电阻钎焊工艺得到的焊接接头的平均拉剪力为21.04 N;采用先压方后微电阻钎焊工艺得到的焊接接头的平均拉剪力为15.04 N;采用直接微电阻钎焊工艺得到的焊接接头的最大拉剪力为22.3 N,其钎料并未完全包裹高温导线,成形差;采用平行电极微电阻钎焊工艺得到的焊接接头的平均拉剪力为24.8 N,其接头连接稳定,最大直径均不超过0.8 mm,且抗振性能良好。结论 设计并优化得到的平行上电极能够有效减少电极损耗,通过比较各工艺接头可知,先压方后平行电极微电阻钎焊为最佳的焊接方案,焊点直径稳定,接头质量良好,可以实现传感器引脚线与多股高温导线的高质量、精密、可靠焊接。     

工艺参数对Al-Mg异种金属搅拌摩擦焊-钎焊复合焊接接头力学性能的影响

目的研究工艺参数对Al-Mg异种金属搅拌摩擦焊-钎焊复合焊接接头力学性能的影响。方法采用搅拌摩擦焊-钎焊方法,在不同焊接工艺参数下焊接2A12-T4铝合金和AZ31镁合金。结果当焊接速度为23.5mm/min、旋转速度为375 r/min时,焊接接头的抗拉剪力达到最大,为5.5 kN,比搅拌摩擦焊接头的最大抗拉剪力的5.0 kN提高了10%。结论搅拌摩擦焊-钎焊复合焊接的工艺参数会显著影响铝/镁异种金属接头力学性能,通过优化工艺参数能够获得力学性能优异的铝/镁异种金属焊接接头。复合焊接接头的抗拉剪力随着焊接速度的增大呈现先增大后减小的趋势。     

铂电阻传感器引线与不等直径异质多股导线连接新技术及焊接装置

目的开发一种能实现多股导线与微细丝稳定、可靠连接的新方法及相关装置。方法选用直径为0.2mm、材料为镍丝的铂电阻引线与直径约0.5 mm、材料为铜丝的多股导线进行实验,分别用常规电阻钎焊方法和本研究提出的精密电阻钎焊方法进行焊接。开展焊接工艺实验,研究工艺参数对焊接成形的影响,并获得优化工艺参数;用精密拉伸实验机对采用不同方法和不同工艺参数获得的焊接接头进行拉剪力测试,研究焊接方法和工艺条件对接头拉剪力的影响规律,对不同条件下获得的焊接接头的微观组织结构进行分析,研究其与工艺的相关性。结果采用常规焊接方法得到的焊接接头,平均抗拉力为21 N,强度系数为84%,但缺陷过多,成形差。采用精密电阻钎焊方法得到的焊接接头,平均抗拉力为23 N,强度系数为92%,表面成形及性能均达到要求。结论提出的精密电阻钎焊方法,操作简单,焊接质量稳定,焊接效率高,实现了铂电阻引线和多股导线的良好连接。     

317L/FH40复合钢板堆焊接头性能和组织研究

采用优选工艺参数对8 mm+48 mm厚的317L/FH40复合钢板进行了复层堆焊(补焊)焊接,然后进行焊后热处理,并对接头进行力学性能测试和微观组织分析。结果表明,317L/FH40复合板堆焊接头各项力学性能测试结果均达到相关标准要求,能够满足实际工程需要;金相组织分析结果显示,复层317L热影响区出现晶粒长大的现象,基层FH40钢热影响区组织产生变化;显微硬度测试结果显示接头各区域内硬度波动不大,不同区域间硬度呈现差异,局部出现升高和降低现象;晶间腐蚀试验结果显示复层堆焊焊缝无晶间腐蚀倾向。      

Effect of process parameters on the strength of resistance spot welds in 6082-T6 aluminium alloy

In this study the microstructural and mechanical behaviour of resistance spot welds (RSW) done on aluminium alloy 6082-T6 sheets, welded at different welding parameters, is examined. Microstructural examinations and hardness evaluations were carried out in order to determine the influence of welding parameters on the quality of the welds. The welded joints were subjected to static tensile-shear tests in order to determine their strength and failure mode. The increase in weld current and duration increased the nugget size and the weld strength. Beyond a critical nugget diameter the failure mode changed from interfacial to pullout. Taking into consideration the sheet thickness and the mechanical properties of the weld, a simple model is proposed to predict the critical nugget diameter required to produce pull-out failure mode in undermatched welds in heat-treatable aluminium alloys.     

奥氏体不锈钢A-TIG焊工艺研究

目的研究焊接参数对焊缝成形和接头宏观组织的影响。方法改变焊接电流、焊接速度、焊接电压以及活性剂中的一个参数,固定其他3个参数不变,对奥氏体不锈钢进行焊接,分析其接头宏观形貌、组织和力学性能。结果随着电流、电压的增加,焊接接头的熔深和熔宽都在增加,随着焊接速度的增加,焊接接头的熔深和熔宽都在降低,在相同参数下,将不同活性剂下的A-TIG焊接头的熔深和熔宽进行比较,发现涂敷C4活性剂接头熔深最大达到4.29mm,而常规TIG焊接头熔深为1.38mm,涂敷C4活性剂的接头熔深为TIG焊的3.11倍,且熔宽也有所减小。结论 C4活性剂A-TIG最佳工艺参数为:I=175 A,U=14 V,v=80 mm/min,此时能将6 mm板材焊透,成形良好,在此工艺下焊缝等轴晶范围最大,焊缝组织最为细小。相比于TIG焊,涂敷C4活性剂接头强度系数提升4.1%。     

SiCp/Al复合材料焊接综述

为实现SiCp/Al复合材料的高质量可靠焊接,推广SiCp/Al复合材料在各领域的应用,调研了国内外SiCp/Al复合材料不同焊接方法的研究现状。在熔化焊方面,国内外学者通过调整工艺参数、在焊缝中加入Ti元素发生诱发反应等方法,抑制了焊缝中Al4C3针状脆性相的形成,从而提高了焊接接头的力学性能。在搅拌摩擦焊方面,国内外学者针对不同材料设计了专用的焊接搅拌头,以保证它们具备高耐磨性与足够的冲击韧性,在焊接过程中不出现破损情况;关注了焊接过程中焊接头转速、焊接速度、轴向力与热输入等因素,以获得力学性能优秀、晶粒细小均匀的焊接接头。在扩散焊方面,国内外学者探究了中间夹层对焊缝界面间原子相互扩散的促进作用;采取不同工艺参数,以外加超声或电子束表面加热等方式促进了原子间的相互扩散,以获得力学性能优异的焊接接头,提高焊接效率。在钎焊方面,国内外学者通过探究钎料与SiCp/Al复合材料之间的润湿性来组合钎料与钎剂,通过化学腐蚀处理表面暴露颗粒增强相、在复合材料表面电镀金属等方法来增大钎料与增强相的润湿性、解决钎料铺展受阻的问题,以进一步提高钎焊焊接接头质量。     

纳米材料对TIG焊Q235接头组织及性能的影响

目的研究添加不同纳米材料对TIG焊缝组织及性能的影响。方法在试验板材表面钻一定深度小孔并在表面涂覆不同纳米材料,在TIG熔焊后对添加不同种纳米材料后焊接接头的微观组织、力学性能、断口形貌进行分析,并与未添加纳米材料的TIG焊缝进行比较分析。结果添加纳米TiC和Al_2O_3焊缝晶粒得到细化,硬度和耐磨性都有一定提高,而添加纳米SiO_2焊缝晶粒尺寸无明显变化,并且硬度与耐磨性能都有少量降低。结论在低碳钢的TIG焊结过程中添加纳米TiC和Al_2O_3能够提高焊接接头的力学及耐磨性能,而添加纳米SiO_2不利于接头性能的提高。     

GH4145激光点焊工艺及接头性能研究

目的研究不同工艺参数下高温合金的微激光点焊接头性能。方法利用Nd:YAG激光器对厚度为0.23 mm和0.13 mm的GH4145进行搭接点焊,利用微型拉伸机、金相显微镜、硬度计对接头的物理性能进行测试,并观察组织结构。结果脉宽长度为6.0 ms,输出功率百分比为20%(输出功率16 W)时,最大拉伸剪切力为178.59 N,靠近焊点中心位置两边测试点硬度分别达到HV517和HV506。结论接头表面熔化尺寸、焊接接头的拉伸剪切力和硬度随着激光功率的增大而增大,增大到一定值时停止变化,不同参数下达到不同的最大值,组织无明显规律变化。近表面处出现等轴晶,表面以下至熔合线的显微组织为树状晶。通过激光搭接点焊将两片GH4145连接,接头处拉伸剪切力、硬度均低于母材,功率增大有助于提高接头的抗拉强度。     

The influence of laser welding parameters on the microstructure and mechanical property of the as-jointed NiTi alloy wires

The Nd:YAG laser welding was used to join the binary NiTi alloy wires with different compositions(Ti-50.0 at.%Ni and Ti-50.9 at.%Ni) which had the same diameter of 1 mm. The wires were welded with different parameters, including impulse width and welding current. The aim was to assess the influence of the laser-welding process on the microstructure and mechanical properties of the welded joint of binary NiTi wires. The optical microscopy (OM) and the metallographic microscopy (MM) were used to analyze the microstructure of the welded joints. The tensile test and the differential scanning calorimetry (DSC) were carried out to examine the ultimate tensile strength and the reverse martensitic transformation temperatures of the welded joints. It was found that the welding current and the impulse width had great influence on the quality of the welded joints, an optimal parameter combination would remove the pores and micro-cracks appeared in the fusion zone, and result in good mechanical properties such as higher fracture strength and elongation. The laser welding had a few effect on the reverse martensitic transformation temperatures of the welded joints.