钢铝异种金属的低能量焊接法

传统电弧焊法焊接钢铝异种金属时,会在过渡区生成Fe-Al金属间化合物层,其硬度高、韧性低,降低了接头性能。基于机械作用的低能量电弧焊接方法,在短路期间采用机械作用促使熔滴过渡,热输入量低,可有效抑制金属间化合物的晶体长大,该种工艺可以采用常规4047焊丝实现铝和镀锌板的焊接。对焊缝金属的金相分析表明,钢一侧为钎焊,铝一侧为熔焊。通过金相及扫描电镜观察发现,在焊缝金属和镀锌板的界面区形成的金属间化合物层,主要成分为Fe2Al5和FeAl3,金属间化合物层的厚度减小到3～4 μm。在界面区主要含有3种元素,分别为Fe、Al和Si,没有Zn元素。拉伸试验表明,焊缝接头在铝合金热影响区断裂,且强度值高于铝合金母材强度的70%,接头强度基本满足使用要求。     

基于旁路耦合电弧的铝钢MIG熔钎焊研究

实现铝钢良好连接的关键是有效控制焊接热输入,尽量降低中间层铝铁金属间化合物的厚度,一般认为中间层金属间化合物厚度小于10μm时铝钢接头质量良好。提出旁路耦合电弧熔钎焊方法,通过调节旁路电弧电流的大小来控制焊接热输入。在优化控制系统和工艺参数的基础上采用脉冲旁路耦合电弧焊方法将铝镁合金ER5356堆焊到304不锈钢板上,获得结合良好的焊缝。对焊接接头进行扫描电镜(Scanning electron microscope,SEM)、能量色散光谱仪(Energy dispersive spectrometry,EDS)分析,结果表明:铝与不锈钢焊接接头中间层金属间化合物平均厚度约为8μm,小于10μm的临界厚度;脉冲旁路耦合电弧焊方法能够实现铝钢的连接,是一种新型低成本低热输入电弧焊方法。     

Ionic liquids as lubricants for steel–aluminum contacts at low and elevated temperatures

Room temperature ionic liquids (ILs) are high performance fluids with a wide thermal stability range. In this work we present the first study of ILs as lubricants under a wide range of temperature conditions (−30, 100, and 200 °C). The tribological performance of the imidazolium ionic liquids 1-hexyl, 3-methyl (L106) and 1-octyl, 3-methyl (L108) imidazolium tetrafluoroborates have been compared with that of a mineral oil (MO) and the synthetic ester propylene glycol dioleate (PGDO) in pin-on-disk aluminum–steel contacts. ILs show lower friction and wear values than conventional oils at all temperatures. The lubricating performance depends on thermal stability, polarity of the molecules, their ability to form ordered adsorbed layers and the tribocorrosion processes, which take place at the interface. While the conventional oils MO and PGDO fail above 150 °C due to thermal decomposition, the longer alkyl chain L108 provides an effective surface separation at all temperatures. L108 only shows friction and wear increments at −30 °C in the presence of water, due to severe abrasion. While the more polar, shorter alkyl chain L106 shows severe wear at 200 °C due to aluminum fluoride wear debris formation by tribocorrosion reactions. The time for tribocorrosion to take place has been determined from friction increments and wear debris generation. Wear mechanisms are discussed on the basis of SEM, EDS, and XPS results.     

X70管线钢冷丝填充埋弧焊焊接工艺

根据X70管线钢的焊接性,提出了采用冷丝埋弧焊的工艺方法来解决焊接接头热影响区的脆化现象,通过向熔池中添加＂冷丝＂,消耗过热能量来提高焊接接头的韧性。确定X70管线钢在不同线能量下的最佳冷丝填充速度;最终得出X70管线钢冷丝埋弧焊焊接工艺参数。     

大线能量低焊接裂纹敏感性压力容器用钢的性能

研制了一种大线能量低焊接裂纹敏感性压力容器用钢,研究了其力学性能、微观组织结构和焊接粗晶热影响区(CGHAZ)的微观组织结构特征及力学性能。结果表明：研制的新钢种集高强度(σs≥490MPa、σb≥610MPa)、高韧度(-20℃,Akv≥47J)、优异的焊接性能于一体,能够承受大线能量焊接(50kJ／cm),并具有低焊接裂纹敏感性。CGHAZ中弥散分布稳定的复合氧化物夹杂物促使针状铁素体的形成,针状铁素体的数量与输入线能量有关并显著影响CGHAZ的力学性能。     

钢铝一体化车身框架结构关键技术及最新进展

综述应用钢铝一体化车身框架结构实现车身轻量化的最新进展及关键技术难点。在传统的车身骨架钢制结构中,有些构件或组件用铝合金代替,且通过优化设计和性能模拟方法确定钢铝的比例和以铝代钢的部位,可实现车身轻量化和高强度。但铝和钢可焊接性差、存在电化学腐蚀等问题,成为结构设计的难点。同时必须保证车辆发生碰撞时,车身结构的指定部位能够吸能碰撞能量。因此关键技术涉及钢铝连接技术、电化学腐蚀、碰撞安全、新的成型工艺技术、拓扑结构优化。     

随焊氩气激冷控制铝/钢薄板残余应力与变形研究

针对铝/钢异种金属薄板焊接时容易产生残余应力与变形问题,提出采用随焊冷却氩气激冷对其进行控制。建立随焊氩气冷却激冷铝/钢异种金属熔钎焊的数值分析模型,研究不同冷却距离对残余应力和变形的控制效果,探究随焊激冷技术控制焊接变形与残余应力机理;同时,进行随焊激冷铝/钢异种金属熔钎焊试验,对焊接温度场、残余应力与变形进行测量,验证模型的准确性。结果表明,采用最优冷却距离(d=10mm),进行随焊冷却氩气激冷焊接试验时,纵向残余拉应力峰值和残余压应力峰值分别减小42.1%和74.4%,横向残余拉应力峰值和残余压应力峰值分别降低11.3%和14.4%,铝板和钢板外边缘焊接变形量分别减小67.9%和69.5%。随焊冷却氩气激冷技术可有效控制铝/钢薄板焊接时产生的残余应力与变形。