Ti—Cu电阻钎焊微机控制器研制

依据Ti-Cu电阻钎焊工艺,结合单片机的构成,进行电阻钎焊数字控制系统的软、硬件设计.所研制的样机具有焊接参数预置、记忆、锁定以及焊接电流、电压和最高焊接温度数显等功能,达到了焊接过程中自动控制的目的.应用过程中该控制器表现出良好的稳定性、可靠性和适应性.     

钛种板与铜耳的电阻钎焊技术

为实现钛种板与紫铜铜耳的焊接,采用自行改制的交流电阻焊机,使用银基钎料对钛板与紫铜进行电阻钎焊工艺试验.结果表明,选择合理的电阻钎焊工艺参数,可以实现钛与紫铜的良好焊接.焊缝微观结构通过光学显微镜、EPMA等进行分析,发现焊缝结合紧密连续,无明显焊接缺陷,钎料和母材元素相互扩散充分.另外对焊接电流、焊接时间、焊接压力等参数对接头力学性能的影响进行研究,结果在最佳工艺参数下得到的接头抗剪强度可达70 MPa以上.现有条件下使用功率为200 KVA的电阻焊机可以实现搭接面积为70 mm ×50 mm的钛种板和铜耳的焊接,并满足一定条件下的使用要求,直接应用于工业生产.     

铝/钢连续驱动摩擦焊焊接扭矩和能量输入特征

基于摩擦扭矩是连续驱动摩擦焊焊接界面摩擦阻力做功的综合体现,采用主电动机定子电压电流法(Voltage and current of main motor,VCMM),获得了1050纯铝和E235低碳钢连续驱动摩擦焊过程焊接界面的摩擦扭矩,分析转速、顶锻压力对接头摩擦扭矩和不同焊接阶段能量输入的影响。结果表明:初始摩擦阶段是接头热量的积累阶段,以粘着摩擦产热为主;转速较低时,接头摩擦扭矩曲线只存在一个峰值或前后峰值特征不明显,此时接头发生失稳摩擦,转速升高,扭矩降低,初始摩擦阶段、准稳态阶段和焊接全过程能量输入都增加,但由于顶锻过程摩擦加热功率的降低使得顶锻阶段能量输入缓慢减小;后峰值扭矩和顶锻阶段能量输入与顶锻压力的变化呈正相关。     

ABS塑料与Q235钢异种接头电阻点焊工艺与力学性能的研究

采用电阻点焊实现了ABS塑料与Q235钢异种材料的搭接连接,分析了工艺参数改变对接头成形与力学性能的影响及接头失效后的断口形貌。结果表明,随着焊接电流和焊接时间的增加,接头焊合面积逐渐增大,接头拉伸载荷也随之增大;电极压力改变时,接头拉伸载荷并未出现较大的变化趋势。热输入过大时接头成形质量变差,在搭接界面塑料被大量挤出;在接头界面塑料金属相互嵌合包覆形成了机械互锁结构。接头失效有界面撕裂和塑料母材拉断两种形式。     

纯铝1060/镀锌钢电阻点钎焊工艺及接头性能

采用电阻点钎焊进行了纯铝1060与SGCC热镀锌钢板的搭接试验,研究了接头界面组织,并测试了接头力学性能. 结果表明,试验所用铝硅（Al-Si）合金钎料润湿良好,焊后接头焊缝界面处产生了具有双层结构且厚度不均的金属间化合物,厚度小于10 μm;焊接电流为7.8 kA时,接头抗拉剪载荷达到峰值,约为4.72 kN,在相同工艺参数下,电阻点钎焊接头的抗拉剪载荷明显高于点焊接头;接头断裂大都发生在铝板侧,且主要在热影响区处而不在焊点处,说明点钎焊接头质量良好,但由于焊缝铝侧界面局部存在“未钎合”缺陷,焊缝界面会产生拉应力且在金属间化合物的应力作用下易产生裂纹.     

自适应镍板点焊控制器的研制

为解决不同板厚电解镍板的点焊问题，研制了一种专用电解镍板多功能微机点焊控制器，该控制器在恒电压和恒电流控制结合基础上，通过实时测量工件厚度选取最佳工艺规范进行焊接。为了研究电解镍板的焊接性，通过正交工艺试验优选最佳工艺参数，并拟合作为板厚自适应算法实现。该控削器具有焊接电流、电压和工件厚度显示等功能，尤其适用于不同板厚变规范的点焊工业生产。     

热电耦合对铝/钢连续驱动摩擦焊接头组织的影响机理

采用连续驱动摩擦焊技术焊接纯铝1060/Q235低碳钢异质接头,开展两个周期(30天/60天)热电耦合实验(静载392 N+高温300 ℃+直流60 A),研究热电耦合对铝/钢异质接头焊缝微观组织、力学性能及界面生长的影响。结果表明：原始态接头界面径向金属间化合物(IMCs)层厚度不均匀,中心区域无明显IMCs生成。热电耦合30天后界面中心生成宽度为0.3~0.5 μm且以颗粒状由钢侧向铝侧弥散分布的IMCs层,整体拉伸断裂在铝母材的热力影响区。热电耦合60天后IMCs层与钢侧之间出现腐蚀沟槽,IMCs破碎,钢侧无裂纹产生,铝侧形成大量由IMCs层向铝母材内部扩展的裂纹和孔洞,焊缝及裂纹尖端处成分偏析,整体拉伸断裂在焊缝处。界面腐蚀和失效速率与界面IMCs层的厚度成正比,即v_center＜v_1/2R＜v_2/3R。由于原始态接头界面组织不均匀以及热电耦合实验过程中界面不同位置组织生长速率的差异,使得热电耦合后接头界面2/3R位置出现不同断裂形貌的分界线,2/3R内侧以准解理断裂方式为主,2/3R外侧为韧窝断裂和准解理断裂的综合结果。     

纯铝1060搅拌摩擦微连接焊接力及温度研究

搅拌摩擦焊过程中各物理量的采集分析为理解接头形成过程及质量影响因素提供重要的数据支持.为研究搅拌摩擦微连接过程中焊接力及温度的变化情况,利用自制的监测系统对0.8 mm厚1060-H24超薄铝板搅拌摩擦微连接过程中的焊接力及不同搅拌头转速下的焊缝温度进行了实时测量采集.研究结果表明:搅拌头转速为11000 r/min时焊缝温度最高,达到约350℃,因焊接过程中的搅拌摩擦作用,焊缝金属受热充足流动性好,易形成表面形貌美观且性能优良的搅拌摩擦微连接接头;搅拌头下压驻留后,在初始焊接阶段,焊接轴向力保持在约50 N,持续2 s后因母材受热严重软化导致轴向力开始迅速下降,降至约30 N后稳定焊接.在焊接阶段中焊接横向力始终保持在20～40 N范围内小幅度波动.     

铝合金7050搅拌摩擦焊接头微观结构演化

利用透射电镜研究铝合金7050搅拌摩擦焊后各区微观结构演变。结果表明:热影响区位错开始滑移;热-力影响区位错发生交滑移或攀移,位错密度降低;焊核区晶内有少量位错。热影响区强化相严重粗化,热-力影响区强化相先固溶后重新析出,在晶内均匀分布,位错线成为强化相优先析出的核心;焊核区母材中固有的高温稳定相以及破碎的基体材料颗粒成为强化相优先析出的核心,强化相数量很少。     

搅拌摩擦焊中摩擦头前进阻力的检测及分析

针对LF2和LY12铝合金板搅拌摩擦焊接过程中摩擦头前进阻力的变化进行了试验研究.试验采用压力传感器和数据采集系统得到了焊接过程中工艺参数对摩擦头前进阻力的影响规律.结果表明,焊接同种材料时,前进阻力随焊接速度、压入量、材料厚度的增加而增大,随旋转频率的增加,先增大后减小;焊接材料不同时,高硬度材料的前进阻力大于低硬度材料;焊接过程中摩擦头前进阻力大小与前侧变形金属体积和温度大小有关,前侧变形金属体积越大,温度越低,前进阻力越大.