焊接电流对镀锌钢与高强钢的电阻点焊接头形貌和力学性能的影响

采用电阻点焊工艺对1.5 mm厚的镀锌钢板与高强钢板进行了连接试验。通过金相显微镜、扫描电镜、电子拉伸试验机以及硬度计等分析手段,研究了不同焊接电流对接头形貌和力学性能的影响。结果表明:采用电阻点焊工艺实现了镀锌钢与高强钢的可靠连接。当焊接电流为8 kA时,接头的拉剪载荷最大,为13.6 kN,随着焊接电流的继续增大,接头表面容易产生飞溅。接头高强钢侧热影响区由于回火马氏体和细晶马氏体的生成,出现了明显的软化区和硬化区,而镀锌钢侧有大量马氏体生成,热影响区硬度明显大于母材区。当焊接电流为4 kA时,接头断裂形式为界面断裂;当焊接电流为5~7 kA时,接头断裂形式主要为镀锌钢侧熔核被拔出;当焊接电流为8~10 kA时,接头断裂形式转变为高强钢侧熔核被拔出。     

铝/钢异种材料点焊接头的力学性能分析

采用三相次级整流电阻焊机对铝/钢异种材料进行电阻点焊,研究了工艺参数对接头力学性能的影响,确定出了适合铝/钢异种材料点焊的工艺参数范围和最佳工艺点,对不同工艺参数下接头的拉剪断囗形貌进行了分析,并分析了在最佳工艺参数下接头的硬度分布。结果表明:接头的拉剪强度随着焊接时间t(2~16 cyc)、焊接电流(20~35kA)以及电极压力(4.8~7.8 kN)的增大均为先增大后减小。熔核直径随着焊接时间和焊接电流的增加而增加,随着电极压力的增加而减小。当工艺参数为预压时间等于20 cyc、t=8 cycle、I=30 kA、P=6.8 kN时,接头最大剪切力达6476 N,形成纽扣断裂。从母材至镀锌钢热影响区,硬度值逐渐升高,在钢的热影响区硬度最大。     

焊接电流对铝合金-钢电阻点焊接头组织和性能的影响

采用电阻点焊实现对铝合金A6061和B1500HS高强钢的焊接,研究了焊接电流对铝合金/高强钢点焊接头组织和性能的影响。采用万能试验机测试焊接接头力学性能,采用SEM观察焊接接头显微结构及熔核直径、金属间化合物层厚度。结果表明,铝合金/钢点焊接头剪切力随焊接电流增大先增大后减小,焊接电流10 kA时达到最大值3409 kN。焊接电流对铝合金/钢点焊接头表面质量影响较大。     

焊接电流及压力对QStE340TM电阻点焊接头性能的影响

对酸洗汽车用钢QStE340TM进行了一系列电阻点焊试验,对不同焊接电流及压力下焊接接头的形貌、拉剪强度和显微硬度进行了对比分析。结果表明,在焊接压力一定时,随着焊接电流的增大,点焊接头的熔核直径增大,接头热影响区的显微硬度降低,拉剪载荷先增大后减小;在焊接电流一定时,随着焊接压力的增大,熔核直径和拉剪强度呈减小的趋势,接头热影响区的显微硬度增大。     

镁/钢异种金属电阻点焊工艺研究

采用电阻点焊对MB3镁合金和镀锌钢板进行了焊接,研究了焊接电流对镁/钢接头宏观形貌、微观组织及力学性能的影响。试验结果表明:镁/钢点焊接头熔核直径及压下率随焊接电流增大而增大,接头拉剪载荷随电流增大呈先增大后减小的趋势。当焊接电流为13 k A,焊接时间为10周波,电极压力为5 k N时,接头拉剪力达到最大值6.1k N,此时点焊接头表现为纽扣式断裂。Fe与Al在镁/钢界面处发生反应生成Fe-Al化合物,其显微硬度达到146 HV。     

CP1180镀锌复相钢电阻点焊焊接特性研究

针对板厚1.5 mm的CP1180镀锌复相钢进行电阻点焊试验，研究了接头金相组织、力学性能和电极寿命等焊接特性。结果表明，试验钢板电阻点焊的焊接电流窗口为2.4 kA。上限电流产生的焊核直径可达7.74 mm,焊核组织为板条马氏体。临界热影响区马氏体晶粒细小导致显微硬度升高，亚临界热影响区经历回火软化导致显微硬度降低。上限电流焊点的最大剪切力和最大正拉力分别为27.4 kN和9.8 kN,失效模式均为“纽扣”断裂。以上限电流焊接2 000点，焊核直径始终大于最小焊核尺寸，电极使用寿命<2 000点。     

钛与低碳钢的电阻点焊

采用电阻点焊方法对纯钛与低碳钢Q235进行焊接试验，利用扫描电子显微镜观察分析了熔核区组织特性，探讨了焊接电流对熔核尺寸和抗剪载荷的影响. 结果表明，受焦耳热的影响熔核直径随焊接电流的增加而增加，抗剪载荷则随焊接电流的增大而呈先升后降的变化趋势，焊接电流为8 kA时所得接头的抗剪载荷最大，约2.85 kN. 在钢侧熔核区观察到了靠近钢侧厚度约为30～50 μm的TiFe2+α-Fe共晶组织层和粗大TiFe柱状晶；钛侧熔核区主要由靠近钛侧约12 μm厚的TiFe+α-Ti共晶组织层和TiFe柱状晶构成，且观察到了宏观分层现象.     

添加镍颗粒的铝/钛异种材料电阻焊接头力学性能及显微组织分析

使用三相次级整流电阻焊机对LY12铝合金/TC4钛合金进行电阻点焊,并在板材中间添加了镍颗粒. 结果表明,最佳工艺参数为电极压力3.03 kN,预热脉冲焊接电流7.5 kA/10 cyc(1 cyc=0.02 s),焊接脉冲焊接电流12.1 kA/45 cyc,缓冷脉冲焊接电流7.5 kA/10 cyc,接头的最大拉剪力为7.12 kN. 铝合金侧熔核的显微组织为细小的等轴晶,钛合金侧熔核的显微组织为针状马氏体,IMC层由靠近铝合金侧的一层1～2 μm厚的NiAl3和在钛合金/铝合金之间散乱分布着的TiAl3共同构成.     

焊接电流对Q235钢焊接头组织和性能的影响

研究了焊接电流的变化对Q235钢组织和性能的影响。结果表明,Q235钢点焊接头划分为母材区、过热区和熔核区3个典型区域。随着焊接电流增加,Q235点焊接头熔核直径、焊透率和剪切力呈现先增加后减小的趋势。熔核区显微硬度最高,过热区次之,母材区最小。熔核区显微硬度随焊接电流增大先增大后减小。     

基于铌中间层的钛与低碳钢的电阻点焊

以0.1 mm厚的铌箔为中间层对钛与低碳钢Q235进行了点焊,观察了接头熔核区域的显微组织特征,探讨了焊接电流对接头熔核直径和抗剪力的影响。试验结果表明,焊接电流大于8 kA时中间层铌在焊接中发生溶断,接头熔核区域组织主要由Fe-Ti金属间化合物构成;铌不发生溶断时接头熔核区域组织主要由Fe-Nb化合物与固溶体组成。接头抗剪力随焊接电流的增大呈先增大后降低的变化趋势,焊接电流为7 kA时接头抗剪力最大,约为4.7 kN。     

TRIP980高强钢电阻点焊接头的组织及力学性能

采用电阻点焊对TRIP980高强钢进行焊接. 通过单因素法和焊后回火优化了焊接参数和工艺,研究了较优焊接参数和工艺时的接头熔核显微组织及力学性能,结果表明,优化参数为9.5 kA,22 cycle,3 kN,接头熔核为粗大的马氏体组织,接头硬度为617.1 HV,最大拉剪载荷为17.8 kN;在此基础上增加焊后回火,回火电流6.3 kA、回火时间13 cycle,接头组织显著细化,接头硬度降低至574 .0 HV,接头最大拉剪载荷提高到19.5 kN,增幅为9.6%,断口形式由原先的界面断裂转变为纽扣断裂.     

镁-钢异种金属无匙孔搅拌摩擦点焊过程分析

在最优焊接参数下,对AZ31B镁板和DP600镀锌钢板进行无匙孔搅拌摩擦搭接点焊试验,得到剪切力达到8.7 k N的接头.整个点焊过程分为插入(I)、搅拌与回抽(II)、回抽完毕(III)三个阶段.显微组织分析表明,焊核区,钢的晶粒细长,流向明显.热力影响区,钢和镁合金均发生动态再结晶,钢的晶粒粗长,镁合金晶粒最为粗大,但在搅拌针回抽区域,镁合金晶粒细小且分布均匀,全部为再结晶等轴晶粒.热影响区,钢的晶粒更为粗长,镁合金的晶粒也较为粗大.接头主元素分析表明,(I)阶段,镁与钢的界面没有发生扩散;(II),(III)阶段,在焊核区主元素之间发生了扩散.     

钢/铝异种金属激光胶接焊

采用光纤激光器对1.4 mm厚的DC56D+ ZF镀锌钢和1.2 mm厚的6016铝合金平板试件进行了加入胶层的激光搭接焊试验,分析了焊接接头的微观组织、断口形貌和力学性能,研究了不同工艺参数对钢/铝胶接正面与横截面焊缝形貌的影响.结果表明,在激光功率为1650 W,焊接速度35 mm/s,离焦量+3.0 mm,氩气为保护气体且流量为20 L/min的最佳工艺条件下,加入胶层,焊接试样正面焊缝均匀连续,无气孔、裂纹缺陷,钢/铝连接良好;焊接接头抗剪强度与平均剪切力分别为41.45 MPa和1.04kN,力学性能并没有因为胶层的加入而减弱,焊缝区断裂形貌为韧性断裂与准解理断裂的混合形貌.     

Ni在钢/铝电阻点焊中的作用

以DC01钢板与5082铝合金板为基材,在电极压力3 kN、焊接时间300 ms、保持时间100 ms条件下,研究了电阻点焊中焊接电流(9~12 kA)及Ni镀层对接头剪切力、正拉力、界面相组成的影响。结果表明,随焊接电流的提高,熔核尺寸增大,接头力学性能提高。剪切力比正拉力高一个数量级。在10 kA焊接电流下,镀Ni钢/铝接头的剪切力和正拉力均比钢/铝直接焊接时强度明显提高,这与钢/铝界面形成了Al 3Ni合金相,抑制了脆性Fe 2Al 5金属间化合物的生成有关。     

基于Ti中间层的AZ31镁合金/6061铝合金电阻点焊研究

通过添加钛箔中间层,研究了镁/铝合金异种金属电阻搭接接头的微观组织与力学性能。研究结果表明,添加0.2mm厚度钛箔中间层可以大幅提高镁/铝异种金属电阻点焊接头的结合强度,接头的最大拉剪力随焊接电流的增大先增大后减小;当焊接电流为14kA时,最大拉剪力达到最大为2.2kN。铝钛界面处有TiAl₃生成,接头断裂在镁侧热影响区上,经过换算接头的剪切强度能够达到156MPa。通过SEM和EDS分析,添加钛中间层阻断了镁合金和铝合金的相互扩散,钛中间层阻碍了Mg-Al金属间化合物的生成,从而大大提高接头的结合强度。     

130mm铝合金扫描激光填丝焊接头微区组织和性能

针对船用130 mm 5A06铝合金厚壁结构件的扫描激光填丝焊接头,对其焊缝（weld metal,WM）、热影响区（heat affected zone,HAZ）及母材（base metal,BM）的显微组织进行研究,并通过维氏硬度和微型剪切试验研究了接头各区力学性能差异.结果表明,5A06铝合金单激光焊缝以等轴晶为主,填丝焊焊缝以柱状晶为主,HAZ和BM晶粒比WM粗,母材及热影响区为轧制的纤维状组织;由于焊接热循环作用,接头热影响区硬度略高于母材,抗剪强度二者差别不大,单激光焊缝硬度和抗剪强度略高于填丝层.总体而言,焊缝区强度低塑性好,母材及热影响区强度高塑性低.     

AM60变形镁合金薄板激光焊接接头的组织与性能

以AM60变形镁合金薄板为研究对象，分析C02激光焊后接头的组织和性能，探讨镁合金激光焊接的工艺特点。结果表明：在合适的工艺参数下，能获得表面成型良好、变形小的焊接接头。金相观察分析发现接头中热影响区不明显，焊缝区组织致密，晶粒细小，晶界上均匀分布着脆性相（Mg17A112），但内部易产生气孔、裂纹等微观缺陷。硬度测试结果显示，焊缝硬度略高，母材和热影响区硬度相当。在本实验条件下采用C02激光焊能实现AM60镁合金的焊接，抗拉强度可达母材的94％，断口表现为混合断裂。     

铝箔夹层对铝-镁-硅合金车身板点焊性能的影响

采用正交试验法在两块Al-Mg-Si车身板材之间加入双层0.02 mm厚的铝箔进行点焊工艺参数试验,分析熔核微观组织的特征,研究焊接工艺参数与电阻点焊接头抗拉剪强度的关系.试验表明,焊接电流对焊点抗拉剪强度影响最大,焊接时间次之,电极压力最弱.最佳工艺参数为焊接电流17 kA、焊接时间1.0 s,电极压力2.4 kN,此时拉剪负荷为1 943 N.显微组织表明,熔核呈均匀细小的等轴晶粒,没有出现飞溅、裂纹等缺陷.接头断裂为韧性断裂,断口撕裂有韧窝特征.     

PH1500热成形钢电阻点焊焊接性能研究

研究PH1500热成形钢的电阻点焊焊接特性,探讨该工艺下钢板的焊接电流窗口、焊点的微观组织、显微硬度和力学性能等方面的特点,分析其焊接特性。结果表明,1.2 mm厚的该钢种焊接窗口为1.6 kA,最小和最大焊接电流分别为7.2 kA和8.8 kA。在最小和最大焊接电流下,焊点的热影响区都存在软化点。最小焊接电流下焊点焊缝的硬度值波动较小,焊缝硬度略高于最大焊接电流下焊点焊缝的硬度值。相对来说,焊接电流对抗剪力的影响较小,对抗拉力的影响较大。