铝与钢异种金属电弧熔-钎焊研究与发展现状

铝与钢的连接已成为焊接领域中的热点和难点问题,电弧熔-钎焊在铝与钢异种金属连接中受到了越来越广泛的重视和研究.文中详细分析了铝与钢异种金属的焊接性,金属间化合物层的存在是影响接头性能的关键因素,重点阐述了电弧熔-钎焊的工艺特点和钢表面镀层工艺的研究,电弧熔-钎焊过程兼备熔焊和钎焊的双重特点,铝侧为熔焊结合,钢侧为钎焊结合,指出了镀层工艺存在的问题,综述了铝与钢电弧熔-钎焊国内外最新研究进展,并对铝与钢电弧熔-钎焊的研究方向进行了预测.     

铝/钢异种金属电弧熔钎焊研究现状

铝合金和钢在高温下易反应生成多种金属间化合物,使铝/钢的焊接一直是焊接领域的一大难题。控制接头界面处金属间化合物的生成及其尺度,是成功进行铝/钢焊接的关键。电弧熔钎焊是解决铝/钢异种金属焊接全面走向工程应用的最具希望的几种焊接方法之一。文中综述了近年来铝/钢电弧熔钎焊研究的发展现状,分析了铝/钢电弧熔钎焊焊接性,重点探讨了控制金属间化合物生长的方法,包括减小焊接热输入、降低热源能量密度、添加具有抑制金属间化合物生长的合金元素、采用中间层等;总结了改善液态金属润湿性和铺展性的方法,包括采用镀层/覆层、采用钎剂、采用辅助磁场、进行预热或辅助加热等。最后提出了若干铝/钢电弧熔钎焊需要进一步解决的问题。     

钢/铝异种金属焊接的研究现状

采用钢与铝焊接结构可减轻全钢结构的重量,但由于钢与铝的热物理性能差别很大,焊接时极易出现裂纹、脆性金属间化合物等,降低焊接接头质量。近年来高速列车、汽车、船舶等现代交通工具轻量化战略的实施,人们对钢与铝的焊接更为关注。文中概述了近年来国内外钢与铝异种金属焊接的研究现状和存在的问题,对于推动钢与铝异种金属结构的焊接及应用具有重要意义。     

钛合金与铝合金异种金属钎焊及熔钎焊研究进展

钛合金和铝合金广泛应用于航空航天、舰船和汽车等工业中，钛/铝连接结构也得到越来越多的重视。文中对钛合金与铝合金异种金属的焊接性进行了分析，重点论述了国内外钛合金与铝合金异种金属钎焊、熔钎焊连接方法研究现状。指出了钛合金与铝合金物理化学性质差异较大，目前仍存在钎焊时脆性Ti/Al金属间化合物生成难避免、熔钎焊时热输入不均匀易导致钛合金与铝合金连接接头组织分布不均的难题。通过改变钎料类型、钎料成分配比与焊接参数，可有效减少脆性Ti/Al金属间化合物的生成，熔钎焊时可通过选择合适的焊接方法与焊接工艺或通过对焊缝填充金属来减少脆性Ti/Al金属间化合物生成等方法。最后针对钛合金与铝合金异种金属钎焊及熔钎焊的发展及研究方向提出了展望。     

铝合金／钢异种金属熔-钎焊研究现状

铝及铝合金与钢的异种金属连接问题一直是研究领域的重点和难点,异种金属熔-钎焊技术在铝合金与钢的连接过程中受到越来越广泛的重视。本文综述了铝合金与钢的TIG熔-钎焊、MIG熔-钎焊、CMT熔-钎焊、激光熔-钎焊以及激光＋MIG复合熔-钎焊的研究现状,并对比了各种焊接方法的优缺点。最后指出,在选择合适的填充材料的基础上,通过数值模拟方法优化工艺参数对促进异种金属连接的发展具有重要的指导意义。     

铝合金/钢熔钎焊的研究现状

分析了铝合金/钢异种材料的焊接性,介绍了铝合金/钢的TIG熔钎焊、MIG熔钎焊、激光熔钎焊工艺方法。采用的焊接热源不同,铝合金/钢熔钎焊接头界面所生成的金属间化合物种类、厚度不同,接头的力学性能也不同,但其接合机制都是熔钎焊,即在钢侧是钎焊、而铝合金侧则是熔焊。     

铝钢异种材料焊接研究现状与发展

对近年来铝钢异种材料之间的各种常见的焊接方法(压焊、熔焊和钎焊)的研究进展进行了综述,认为铝钢异种材料连接时,金属间化合物层的控制是获得优质连接接头的关键.详细阐述了传统铝钢压焊和钎焊在控制金属间化合物层厚度方面的优势,并且指出了其在工业实际生产中的不足.详细介绍了铝钢熔焊方法和工艺的最新进展,对铝钢熔焊的研究方向进行了预测.     

镁-铝异种金属冷金属过渡连接焊接性分析

通过CMT(Cold Metal Transfer)冷金属过渡焊接的工艺对镁(AZ31B)-铝(6061)异种金属焊接性进行了研究,试验中选用AZ61,4043焊丝、采用热镀锌钢板HDG60作为过渡金属,分别用于镁-钢、铝-钢侧焊接,选取合适的焊接工艺参数,使其间接实现了镁-铝异种金属连接的目的。研究得出:使用这种方法可以形成镁-钢熔钎焊焊接接头,铝-钢熔钎焊焊接接头组成的复合接头;同时冷金属过渡焊接可以通过保持较低焊接热输入从而降低界面反应层的厚度;而且镀锌钢板中间过渡层的使用也避免了镁-铝直接焊接时形成的脆性金属间化合物,如Al_3Mg_2,Mg_(17)Al_(12)等。采用该方法连接的镁-铝异种金属焊接接头的抗拉强度超过180 MPa,并且有较好的断后伸长率,相比铝镁异种金属CMT直接焊接,性能得到很大的改善,因此使用镀锌钢板中间过渡层的使用实现铝镁异种金属之间的连接是一种行之有效的方法。     

SUS321/5A06软钎焊接头界面组织特征

采用空气炉中软钎焊工艺获得了SUS321不锈钢/5A06铝合金异种金属钎焊接头,通过金相观察分析接头宏观形貌及界面组织特点,使用扫描电镜进行高倍组织观察及能谱分析,进一步阐述了钢/铝异种金属空气炉中软钎焊接头界面层结构,并分析了接头性能的薄弱环节。     

钢铝异种金属连接方法现状分析

由于单一金属材料性能的局限性,比如单一金属本身不具备应用所需的所有物理、化学和机械方面的性能,而异种金属接头可以满足需求,这就使得钢铝异种金属的连接变得越来越重要,另外使用钢铝异种金属连接还可以节省费用、节约能源.详细介绍了激光熔焊-钎焊法、脉冲熔焊-钎焊法和CMT法三种连接钢铝异种接头的新型电弧熔焊-钎焊法,这些方法在钢一侧为钎焊,在铝一侧为熔焊,热输入低,熔池温度梯度高,冷却速度快,大大降低了钢铝接头中金属间化合物层的厚度,可以获得良好的接头性能,具有广泛的应用前景.     

铝合金/钢异种金属熔-钎焊技术研究进展

文中分析了铝及铝合金与钢异种金属焊接时存在的问题,认为铝合金/钢熔-钎焊接是最适合铝合金/钢复合结构制造的焊接技术.介绍了熔-钎焊接的概念及特点,综述了国内外激光熔-钎焊、TIG熔-钎焊、MIG熔-钎焊、CMT熔-钎焊以及激光+MIG电弧复合熔-钎焊等焊接工艺方法在铝合金与钢异种金属连接中的研究现状,并对比了各种工艺方...     

送丝速度对铝/钢激光填丝熔钎焊性能的影响

采用光纤激光器对铝/钢异种金属搭接接头进行激光填丝熔钎焊试验研究。分析了送丝速度对焊缝成形质量、金属间化合物层厚度及力学性能的影响。试验结果表明,选择适当的送丝速度,利用铝和钢的不同熔点,使铝母材刚好熔化但是钢母材不熔化,熔化的铝母材与填充金属一起铺展在钢母材表面并与其实现钎焊连接,可形成优质的熔钎焊接头。当送丝速度小于3. 5 m/min时,易形成硬脆性金属间化合物而导致焊缝开裂。金属间化合物层厚度应控制在一定范围内,方可保证接头性能。当送丝速度为4. 5 m/min时,焊接接头强度有所提高,其线载荷达到203. 5 N/mm,约为铝合金母材抗拉强度的83. 7%。     

钢/铝管磁脉冲辅助半固态钎焊界面行为

结合电磁成形技术和半固态钎焊技术,提出了一种钢/铝管磁脉冲辅助半固态钎焊工艺,利用电磁脉冲产生的洛伦兹力使铝外管高速碰撞半固态钎料,通过半固态钎料中固相颗粒对母材表面径向压缩和轴向剪切作用去除母材表面氧化膜,实现钢铝异种管材的无钎剂钎焊. 在不同工艺参数下进行了钢/铝管磁脉冲半固态钎焊试验,研究了钎焊接头界面元素的扩散行为和金属间化合物的生长机理. 结果表明,焊缝组织主要为α-Al以及富锌相,铝侧界面处的Al₂O₃氧化膜破碎与去除情况良好,钢侧界面处有薄层FeAl₃金属间化合物形成,各部位均获得较好的冶金结合.     

铝/钢异种金属熔钎焊方法研究现状

铝/钢异种金属焊接技术中,铝/钢熔钎焊技术因其高效、应用范围广的特点越来越多地受到广大学者的关注。铝/钢异种金属熔钎焊技术主要包含电弧熔钎焊、激光熔钎焊、电子束熔钎焊和激光+电弧复合熔钎焊。概述不同熔钎焊方法的国内外研究现状,分析各种铝/钢熔钎焊方法的特点。在铝/钢异种金属电弧熔钎焊过程中,新型低热输入电弧焊方法可以实现焊接热输入的精确控制,获得性能良好的焊接接头;高能束焊接方法能够严格控制母材热输入量,焊接过程稳定,但对焊接结构的装配精度要求较高且设备一次性投入大;激光+电弧复合焊、电弧辅助激光焊集合了电弧焊和激光焊的优点,在铝/钢异种金属熔钎焊中具有广阔的应用前景。     

5083铝合金/E36钢熔钎焊接头组织及力学性能

文中采用Zn-Al22药芯焊丝实现了4 mm厚5083铝合金与E36钢异种材料的TIG熔钎焊。重点研究了焊接电流对铝/钢熔钎焊接头成形、界面金属间化合物以及抗拉强度的影响。结果表明,熔钎焊接头钢侧界面生成了η-Fe_2Al_5Zn_x金属间化合物层,其中还分布有少量δ-FeZn_(10)相;随着焊接电流逐渐增大,焊缝金属在E36钢表面的润湿铺展逐渐提升,熔宽逐渐增大,η-Fe_2Al_5Zn_x金属间化合物层增厚,δ-FeZn_(10)相也随之增多;当焊接电流超过120 A时,界面层生成Fe-Zn金属间化合物层;较薄的η-Fe_2Al_5Zn_x金属间化合物层和分布在η-Fe_2Al_5Zn_x层中的δ-FeZn_(10)有助于提高接头抗拉强度;铝/钢熔钎焊接头均断裂于钢侧界面,当焊接电流为110 A时,接头抗拉强度达到最大值120 MPa。     

Q235钢/6061铝合金TLP扩散连接组织性能

在开放环境下,使用氩气保护,对Q235和6061铝合金异种金属的瞬时液相扩散连接工艺与组织进行了研究。采用Al-Si-Cu-Zn箔中间层,压力4 MPa。研究表明,釆用瞬时液相扩散连接工艺可以实现钢/铝异种金属的焊接,在590℃等温5 min获得了结合良好的接头,接头剪切强度为22 MPa,没有钎焊时容易出现的金属间化合物。     

铜与钢,不锈钢氩弧钎焊的研究

对铜与钢，铜与不锈钢异种金属氩弧钎焊工艺进行了研究，并成功地用于高效热交换器生产，着重介绍了焊接材料、工艺参数、接头力学性能、接头特点以及生产应用。     

超声波辅助钎焊铜/铝异种金属接头界面组织性能及强化机制

为了研究铜/铝异种金属钎焊接头界面金属间化合物层组织结构对接头性能的影响,从化合物结构出发,提出了一种预涂敷钎料的超声波辅助钎焊复合工艺.结果表明,采用Sn-9Zn共晶钎料,得到细小金属间化合物弥散地分布在铜表面的界面结构,增强了界面强度,其接头抗拉强度甚至超过传统工艺下将金属间化合物层减薄到极限厚度(1~2μm)时的强度.提出了一种基于超声预涂敷工艺的界面化合物结构调控方法,研究了化合物在钎焊过程中的演变规律,以及金属间化合物层在不同结构和分布情况下对接头力学性能的影响,探索了铜/铝异种金属低温焊接的新途径.     

镀Zn钢-6016铝合金异种金属的激光熔钎焊及数值模拟

熔钎焊是抑制或减少钢/铝异种金属激光焊接过程中FeAl脆性金属间化合物产生的有效工艺方法。采用光纤激光器,不添加任何钎料,对1.2 mm厚DC56D+ZF镀锌钢和6016铝合金平板试件进行激光搭接焊试验,利用MATLAB软件,针对焊接过程的实际情况,在一定的基本假设下建立准稳态下钢/铝异种金属激光焊接熔池形状的数学模型,基于准稳态形状控制方程数值计算获得的熔池几何形状分布,结合试验来调整焊接工艺参数,获得最佳焊接成形,利用卧式金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪等手段研究焊接接头各区域的金相组织、主要元素分布与物相组成。结果表明:焊接激光束照射搭接在钢板上的铝板对接焊缝时,焊接功率和焊接速度对熔池几何形状的影响较大,随着激光功率的增大,熔深增加;而随着焊接速度的增加,熔深却变浅。当焊接功率为1 600~1 800 W、焊接速度v=30 mm/s、离焦量D=0 mm时,焊缝成形性良好,无明显裂纹、气孔等缺陷,焊接接头区域存在一个台阶状结构,在平台区域,钢/铝两钟金属存在明显的界限,界面结合依靠液态的铝在钢母材表面上的润湿、填充和铺展等作用;下凹区域,钢/铝熔合较好,Fe和Al元素的混合区宽度较大,未形成明显的FeAl脆性金属间化合物,Fe和Al的热扩散是该区域界面结合的主要原因。     

钢铝异种金属新型电弧连接法研究现状

介绍了3种连接钢铝异种接头的新型电弧熔焊一钎焊法，这些方法在钢一侧为钎焊，在铝一侧为熔焊，热输入低，熔池温度梯度高，冷却速度快，大大降低了钢铝接头中金属间化合物层的厚度，可以获得良好的接头性能。