钢-铝及铝-铝接头自冲铆接和流钻螺钉连接对比研究

对汽车用高强度钢、挤压铝和两种压铸铝共4种材料,分别采用自冲铆接和流钻螺钉建立了钢-铝和铝-铝接头,并通过试验,对比研究了厚度、材料、搭接顺序对两类接头的成形质量和力学性能的影响。结果表明:钢-铝接头中,自冲铆接接头的峰值力整体上优于流钻螺钉接头,但能量吸收低于后者;流钻螺钉接头受到螺钉断裂的影响较小,而自冲铆接接头在铆钉断裂后,能量吸收显著降低;铝-铝接头中,流钻螺钉接头的峰值力和能量吸收均优于自冲铆接接头,厚板置于下层可提高流钻螺钉接头的峰值力和能量吸收;同类接头中,铝-铝接头的整体表现优于钢-铝接头。     

焊接速度对厚板5083铝合金搅拌摩擦焊接头组织与性能的影响

对厚度12 mm的5083铝合金板材进行搅拌摩擦焊对接试验,在旋转速度为600 r/min的条件下,对比研究焊接速度为100 mm/min和300 mm/min时的对接接头的宏观形貌及微观组织、力学性能、断裂形式的差异。结果表明,当焊速为100 mm/min时,洋葱环间距较小,焊接接头内无明显缺陷,力学性能接近母材,能获得质量较高的焊接接头,断裂位置发生在热影响区,模式为韧性断裂;当焊速为300 mm/min时,洋葱环间距较大,接头根部出现未焊合缺陷,严重降低接头力学性能,断裂位置发生在焊核区,断裂模式为韧-脆性混合断裂。     

激光焊接铝合金T形接头力学性能分析

针对铝合金T形接头激光焊接的操作难题,设计了激光焊接铝合金T形接头焊接试验测试工装,进行了不同激光功率和速度焊接T形接头的力学性能分析。结果表明:随着激光功率的增加,T形接头抗拉强度有所降低;随着焊接速度的增加,T形接头抗拉强度增加。同时,对焊接接头进行了断裂机制分析,发现接头拉断发生在熔合线处且为韧性断裂。     

超弹性NiTi记忆合金丝激光焊接接头组织与性能研究

采用脉冲激光焊对Ti-56.04at%Ni合金细丝进行激光焊接研究,对比分析接头与母材的显微组织、断口形貌、耐蚀性、形变恢复率及应力-应变曲线的变化。结果表明:当NiTi合金用做功能材料时,激光焊接是可取的;激光焊接接头熔化区由树枝晶组成,热影响区为柱状晶,母材部分为细小等轴晶;激光焊接接头耐蚀性比母材好;焊接接头的恢复率可达母材的92%;接头抗拉强度可达母材的84%,接头的断裂位置在热影响区,激光焊接接头与母材均为韧性断裂。     

超高强度钢激光焊接工艺与接头力学性能

采用Yb:YAG激光焊接系统对热成形超高强度钢搭接和对接两种接头形式下的焊接工艺和接头力学性能进行了研究,并采用激光共焦显微镜观察接头各部分的微观组织.试验结果表明,在激光功率和离焦量保持不变的条件下,焊接速度对两种接头形式下的接头力学性能影响显著.搭接接头抗剪力随焊接速度的增加而减小,且试样均断裂于焊缝搭接面处;对接...     

镁合金激光、激光填丝及激光——电弧复合焊接接头对比分析

系统对比了镁合金单纯激光、激光填丝和激光-电弧复合焊接接头的微观组织及力学性能.试验结果表明,激光焊缝表面有明显的咬边及凹坑缺陷出现;激光填丝及复合焊缝成形良好、均匀规整.在激光功率和焊接速度相同的情况下,激光填丝焊接头的凝固组织最细小,半熔化区最窄;激光-电弧复合焊接头的凝固组织最粗大,半熔化区最宽.拉伸性能测试表明,激光填丝焊接头抗拉强度和伸长率最高,且抗拉强度优于母材;复合焊和单纯激光焊接头的抗拉强度为母材的95％左右.此外,所有接头均表现为韧-脆混合断裂模式.     

异种高强度车身钢激光焊接接头组织及性能

采用扫描电镜、硬度计和拉伸试验机对DP980/HSLA异种高强度车身钢板激光焊接接头组织及力学性能进行研究。结果表明,在异种钢板焊接接头熔合区生成了马氏体组织。在靠近DP980钢一侧热影响区生成了回火马氏体,靠近HSLA钢一侧热影响区生成了马氏体和贝氏体的混合组织。在拉伸载荷下,断裂发生于HSLA钢母材,说明接头力学性能优越。     

搅拌摩擦焊工艺参数对锁底接头性能的影响

对4 mm厚的7055-T6铝合金锁底接头进行搅拌摩擦焊工艺试验,研究搅拌针长度和前进侧位置对锁底接头力学性能和Hook缺陷的影响规律。结果表明:搅拌摩擦焊锁底接头在盖板一侧存在Hook缺陷,Hook缺陷迁移量是导致锁底接头力学性能变化的主要原因。最优焊接参数为:搅拌针长4 mm,前进侧位于底板上的锁底接头最大抗拉强度为424.0 MPa,接头强度系数0.70。     

压铸铝与高强度钢自冲铆接成形质量与力学性能的研究

通过铆接接头截面组织分析和剪切、剥离以及十字拉伸试验，对JDA1b和HC340/590DP(JDA)、AlSi10MnMg-T7和HC340/590DP(ALSI)两种压铸铝和高强度钢自冲铆接的成形质量、力学性能以及失效形式进行了研究。结果表明：与JDA组铆接接头相比，ALSI组铆接接头的切底量较小、成形质量较差，随着下层板厚度的增加，两组铆接接头成形质量均有所下降。ALSI组铆接接头相较于JDA组铆接接头，力学性能和能量吸收较弱。随着下层板厚度的增加，在剪切工况和剥离工况中，两组铆接接头的峰值载荷以及能量吸收值均随之减小，而在十字拉伸工况中，两组铆接接头的峰值载荷以及能量吸收值均随之增加，其中ALSI组铆接接头的峰值载荷以及能量吸收值变化更为明显。两组铆接接头的失效形式主要为下层板与铆钉分离，仅有JDA组中下层板厚度为2.0 mm的十字拉伸试样出现了上层板断裂现象。     

喷射成形7055铝合金MIG焊接头组织与力学性能

对喷射成形和热挤压工艺制备的7055铝合金进行MIG焊焊接试验。对焊接接头组织及其力学性能进行了研究,试验结果表明:焊缝组织主要为树枝状晶,熔合区靠近焊缝一侧为柱状晶,靠近热影响区一侧为等轴晶,热影响区为粗大的等轴晶组织;接头的抗拉强度为112.5 MPa,焊接系数约为0.68;拉伸断口扫描观察显示,接头的断裂特征呈现为韧性断裂和脆性断裂。     

铝/镀锌钢激光填丝熔钎焊对接接头的组织与力学性能

采用不同的送丝速度对5056铝合金和ST04Z热镀锌钢进行激光填丝熔钎焊对接试验,焊接材料为Al Si12焊丝,用SEM、EDS、XRD、显微硬度计和拉伸试验机对熔钎焊接头的微观组织和力学性能进行研究。结果表明:在适当的焊接参数下,使用激光熔钎焊可实现良好的单面焊双面成形,获得铺展性良好的对接接头。在铝合金侧母材与填充金属混合后形成焊缝,焊缝区与镀锌钢的界面处不同位置形成了厚度不均的金属间化合物层。熔钎焊接头主要的金属间化合物为脆硬的Fe_2Al_5、Fe_4Al_(13)。随着送丝速度的增加,接头铺展性变好,接头中间位置的金属间化合物层厚度先减小后增加,接头抗拉强度先增加后减小。焊接接头最大抗拉强度可达143 MPa,拉伸断裂在铝侧的熔合区,呈准解理断裂。     

电阻-激光组合点焊工艺对热冲压高强钢焊接接头力学性能的影响

通过实验研究了热冲压高强钢在电阻-激光组合点焊这种新焊接工艺方法下,点接接头各区域力学性能、显微组织和断裂机理。研究结果表明,电阻-激光组合点焊接头的强度和韧性要比单独电阻或者单独激光点焊接头提高许多。整个点焊接头分为两个焊接区:电阻焊接区与激光焊接区。相比母材和激光焊接区,电阻焊接区的硬度值较小。软化区为回火组织,激光外侧软化区最为薄弱。     

不锈钢薄板激光叠焊接头应力分布特征的数值分析

不锈钢车体侧墙与骨架之间采用激光叠焊取代传统的电阻点焊具有更好的强度优势,且两种焊接方法在疲劳实验中的断裂形式不同。从力学角度来说这可能与两种接头的应力分布状态和应力集中程度不同有关,而应力集中是引起焊接接头疲劳破坏的主要因素。基于ABAQUS有限元分析软件,对这两种接头在不同外加载荷作用下的应力分布进行数值分析,计算应力集中系数,并预测接头疲劳裂纹的起裂位置和扩展趋势。结果表明:电阻点焊接头在车体侧墙一侧的应力集中系数高出激光叠焊接头的4.42倍,在骨架一侧高出激光叠焊接头的2.76倍,疲劳实验裂纹萌生位置在最大应力集中处,与模拟结果一致。     

铝合金焊接接头冲击强化的性能

为了提高铝合金焊接接头的力学性能,试验分别采用超声波和调Q脉冲YAG激光对A6061-T6铝合金焊接接头焊趾附近处进行冲击强化,研究了超声波和激光冲击强化下铝合金焊接接头的性能.两种冲击强化模式下,铝合金焊接接头焊趾处近表面均发生了冲击强化效果,并产生了较大的残余压应力,超声波和激光冲击强化后产生的最大残余压应力分别为 -158 MPa和 -145 MPa左右.超声波与激光冲击强化铝合金焊接接头的疲劳寿命差别不大,均比焊态下试样的疲劳寿命提高1倍以上.两种冲击强化方法的疲劳试验样件断裂位置均发生在基体金属上,而焊趾处没有疲劳裂纹产生.     

ZG340-550H铸钢与Q370R钢焊接接头的力学性能

采用二氧化碳气体保护焊对ZG340-550H+Q370R大厚度异种钢板进行焊接。通过焊接接头的金相显微镜、拉伸试验、弯曲试验、冲击试验和CTOD试验对焊接接头进行了显微组织观察和力学性能分析。结果表明:ZG340-550H+Q370R焊接接头力学性能良好,均能满足标准要求;焊接接头CTOD值(δ_0)最小为0.293 0mm,位于ZG340-550H侧热影响区,Q370R侧热影响区的CTOD值(δ_0)最大为0.606 7mm,并分析了不同位置CTOD值不同的原因。     

稀土镁合金GW103K光纤激光焊接工艺研究及优化

采用光纤激光焊对T6态GW103K板材进行焊接,建立了焊接工艺窗口,并采用正交试验设计方案,以高温抗拉强度为评价指标,运用极差法和方差法优化焊接工艺参数,确定了各工艺参数的影响程度及最优焊接工艺。研究激光功率对接头高温力学性能的影响,分析最优工艺参数下焊接接头高温力学性能及高温拉伸断口形貌。结果表明:激光功率对焊接接头高温力学性能影响最为显著。最优工艺参数下,焊接接头200℃平均高温抗拉强度为281.1 MPa,为母材的86.3%,延伸率为7.4%,达到母材的65.4%;该参数下接头成形良好,焊缝区域晶粒尺寸较小;此时接头与母材断裂模式均为韧性断裂。     

高比分SiCp/2024铝基复合材料激光原位焊接头断裂行为

以Ti-6Al-4V合金作为中间层对45%(体积分数)的SiCp增强铝基复合材料进行激光原位焊接,对比分析了不同焊接条件下的接头断裂行为.结果表明,钛夹层厚度为0.5 mm时,有利于获得成形良好、界面结合性紧密的接头.接头断裂位置位于焊缝中心,抗拉强度可达母材强度的50%,此时的断裂机制为准解理断裂;钛夹层厚度增加到0.8 mm时,焊缝中易出现气孔、未熔合缺陷,界面反应也不充分,接头断裂位置位于接头界面,抗拉强度较低,断裂机制多为脆性断裂.     

SUS321不锈钢和6061铝合金激光搭接焊接头的组织和力学性能

焊接参数对钢铝异种接头质量影响明显。主要研究不同的激光功率和焊接速度对SUS321不锈钢和6061铝合金焊缝成形的影响,分析异种接头的微观形貌特征及组成,并对接头的断口形貌和力学性能进行了试验研究。结果表明,不同焊接速度和激光功率对于焊缝成形有着重要影响:当激光功率为2 200~2 400 W,焊接速度为30~35 mm/s时可以获得质量较高的焊缝;在焊接过程中,接头界面形成了FeAl、Fe_2Al_3和Fe_3Al等金属间化合物,它们的存在影响了接头的力学性能;接头在拉伸试验中发生韧性断裂,且裂纹最先在金属间化合物中萌生,并沿着钢铝反应界面进行扩展,直至整个接头发生断裂。     

电铸镍/不锈钢复杂热传导结构件的返修技术

针对电铸镍及不锈钢返修焊接技术的难点,开展TIG手工焊接返修工艺研究。试验结果表明,经过一次返修焊、两次返修焊后的电铸镍/不锈钢显微组织无明显差异。经力学性能测试发现经过返修焊后的试件抗拉强度与一次焊接的电铸镍母材强度相近,均断裂在电铸镍一侧,拉伸断口形貌显示接头均为韧性断裂,焊接接头具有良好的力学性能。     

CuCrZr合金与316L不锈钢电子束焊接头微观组织与力学性能

在焊接电压150 kV和焊接速度15 mm/s不变的情况下,以3种厚度分别为1.5,2.5,3.5 mm的CuCrZr合金与316L不锈钢为研究对象,分别采用对应的电子束流为11,13,15 mA进行真空电子束焊试验,并对焊接接头的显微组织与力学性能进行了对比分析。结果表明：3种不同厚度的焊接接头焊缝区的硬度均高于CuCrZr合金母材区的,接近316L不锈钢母材区的,其中3.5 mm厚度的硬度最大,为HV196;在抗拉测试中,板厚1.5 mm的焊接接头抗拉性能最好,断裂位置位于铜侧,抗拉强度达到了546 MPa,断后伸长率为54%。但3种焊接接头焊缝区微观均出现了微裂纹,焊缝区存在大量的弥散组织,组织主要为富铁与富铜固溶析出相。