钛/钢激光焊接头中脆性化合物调控研究进展

钛合金/钢异种金属焊接结构在现代工业应用中日益广泛,但因母材理化性能差异,导致焊接难度大。综述了激光深熔焊在钛合金/钢异种金属焊接中的优势及国内外研究进展;分析焊接时出现的关键问题,并就界面金属间化合物(IMCs)调控方法进行系统讨论;介绍了多物理场耦合相场法在焊接模拟中的问题及研究状况;简述耦合流场的相场法显微组织模拟存在的问题,并对问题进行展望。     

TC4钛合金TIG焊温度场与残余应力场数值计算

为了计算出采用TIG焊焊接3 mm厚的TC4钛合金(板板对接)的最小热输入,研究不同热输入对温度场和应力场的影响.文中采用Abaqus有限元软件结合Fortran子程序对整个焊接过程进行仿真计算,得出了在不同热输入条件下焊接接头温度场和应力场分布规律.结果表明,随着热输入的增大,焊缝峰值温度随之升高;应力在近缝区变化剧...     

焊接方法对奥氏体不锈钢焊接接头应变强化性能的影响

采用气体保护焊(MAG)和等离子弧焊(PAW)/钨极氩弧焊(TIG)复合焊进行06Cr19Ni10奥氏体不锈钢焊接,对这两种焊接接头进行应变量为8%的应变强化处理。研究显微组织、冲击断口形貌、力学性能的变化规律,确定不同焊接方法、应变强化工艺与接头性能的关系。结果表明:应变强化使母材形成少量马氏体组织,改变了接头组织形态、含量与分布;应变强化使接头屈服强度增大,且各力学性能均高于标准极小值;PAW/TIG复合焊可获得较优焊接接头,而应变强化使MAG焊焊接接头冲击韧性显著提高且更优;该技术使PAW/TIG复合焊焊接接头显微硬度增幅明显。     

锂电池Cu/Al极耳超声波焊接接头组织与性能

对厚为0.3 mm的Cu/Al箔片进行超声波焊接,通过扫描电镜(SEM)、3D景深显微分析和显微硬度仪等研究焊件接头的显微组织,测试焊接接头的硬度、剥离力及剪切力。结果表明:随焊接能量增大,接头剥离力和剪切力也增大,铝侧至铜侧硬度上升,焊接能量为600 J时,接头剥离力和剪切力达最大值,为145.8、487.8 N,焊接能量继续增大,接头剥离力和剪切力减小。焊接能量为300、750 J时,界面易产生孔洞缺陷,其是接头力学性能下降的主要原因。     

铜/铝极耳超声波焊接响应曲面优化分析

采用响应曲面法,设计锂电池铜/铝极耳异质金属超声波焊接试验,使用逐步回归法筛选出对响应值影响显著的因子,建立多元非线性回归数学模型。采用SEM、EDS、XRD、3D景深显微分析及显微硬度仪研究最优参数下铜/铝焊接接头的微观组织形貌、相结构、景深及硬度的变化规律,理解其连接机理和金属间化合物(IMCs)生成机制。结果表明:各工艺参数对拉剪力的影响有着非常复杂的交互作用,最优参数下连接界面实现无缺陷完全结合;高应变率加快了连接界面析出厚度约8μm的Cu_9Al_4、CuAl和CuAl_2IMCs相层;塑性变形在整个薄板厚度间传播,剧烈塑性变形促进了位错增殖,形成了由纳米晶和非晶相组成的过渡层;工件连接强度取决于机械互锁、纳米晶和非晶相过渡层与互扩散的综合作用。     

超声激励对6061铝合金压缩性能的影响

金属成形过程中施加超声激励可显著减小金属成形力,提高金属的变形能力和加工质量。应力叠加、温度升高和接触界面摩擦条件的改变是成形力下降的主要因素。研究了下平板施加超声激励对6061铝合金压缩性能的影响。通过调整接触界面摩擦因数、超声振幅等主要加工参数,基于ABAQUS有限元软件的隐式积分算法模拟了单轴应力情况下施加超声振动对铝合金应力-应变关系的影响规律。结果表明,超声激励降低了工件和模具间的摩擦力并使得6061铝合金材料软化。     

超声波焊接埋入镍基光纤光栅的温度传感

超声波金属焊接具有低温、低压及低能耗的加工优点,可用于埋入智能单元光纤布拉格光栅传感器(FBG),制备3D智能金属结构。而在埋入金属基体过程中FBG易应力失效。采用复合镀镍方法对FBG进行预保护,基于金属化FBG(MFBG)使用超声波焊接工艺埋入至厚度300μm的AA6061铝基体中,以获得3D智能金属结构。结果表明:超声波焊接下MFBG可埋入铝基体中;对超声波焊接制备的3D智能金属结构进行了温度传感与透射谱检测分析,温度灵敏度提高了1倍多,且温度传感线性度较好,有效抑制了温度交叉敏感性;埋入铝基体后FBG谐振谱布拉格峰出现了蓝移与峰值损耗降低。     

AA6061铝合金超声波金属焊接计算分析模型

实现AA6061铝合金超声波金属焊接有效连接的关键机制是表面效应和体积效应。表面效应是焊接接头界面的摩擦;而体积效应存在于整个焊接过程中,影响了金属工件成形应力和形变。基于超声波焊接的关键机制建立了AA6061铝合金的材料模型和界面接触摩擦模型,依托ABAQUS有限元软件进行了铝合金超声波焊接的热-机耦合数值模拟分析。结果表明:与超声焊极相接触的铝合金界面产生最高温度和剧烈塑性变形,但低于母材熔点温度值。当焊极压力175 MPa,振幅8.4μm,加载时间60 ms时,界面最高温升至357.5℃,随着超声焊极压力持续增加铝合金表面发生粘焊。     

包边卷园夹具在板料成形中的应用

在薄板成形工艺中，冲压成形有其独特的专业优势，由于冲压模具较为复杂，且投资较大，对于那些成形难度较大，批量小，品种多的钣金件，使用效果较好。该工艺方法给类似产品的加工开辟了一种新的工艺思路。     

纳米复合材料超声波焊接制备下剪切强度及组织研究

采用超声波焊接方法制备碳纳米管增强铝基复合材料,研究试件表面处理状态、焊接时间和焊接压力等工艺参数对焊接接头剪切强度的影响规律。试验结果表明:碳纳米管的加入具有较好的增强效果,提高了复合材料的力学性能;试件表面加乙醇处理、焊接时间120 ms及焊接压力17.5 MPa时,复合材料的接头剪切强度最高为11.12 MPa,相比基体材料提高28.6%;通过金相观察、扫描电镜(SEM)分析,发现碳纳米管很好地嵌入到了铝合金基体中,起到增强效果。