A6061铝合金与Q235钢电阻点焊接头组织与性能

采用热补偿电阻点焊方法对A6061铝合金与Q235低碳钢进行焊接,探讨了焊接电流、电极压力对接头熔核尺寸和抗剪力的影响,观察分析了熔核界面区反应物形貌及分布等微观组织结构特征。试验结果表明,A6061铝合金与Q235低碳钢采用热补偿电阻点焊方法能在较低的焊接电流条件下获得具有较大熔核与较高抗剪力的点焊接头;接头熔核直径及抗剪力随焊接电流、电极压力的增大而增大;无飞溅条件下接头最大抗剪力为4.25 kN,对应的焊接电流为17.5 kA;接头界面处生成了主要由Fe2Al5和FeAl3构成的金属间化合物层。     

SiCp/Al复合材料与LD2的摩擦焊研究

采用摩擦焊方法对SiCp／Al复合材料与LD2进行连接。焊后借助于光学显微镜对焊接接头进行了微观组织和显微硬度分析。结果表明，在合适的工艺参数下，SiCp／Al复合材料与LD2的摩擦焊焊缝区结合致密，无气孔、夹杂和裂纹等缺陷，其接头强度略高于LD2与LD2的接头强度，因此采用摩擦焊方法焊接颗粒增强型复合材料是可行的。     

Q&P钢电阻点焊工艺和搭接接头疲劳性能试验研究

采用工频交流伺服焊枪进行QP钢的电阻点焊,探讨了焊接电流、焊接时间及电极压力对点焊接头熔核直径和拉剪强度的影响规律,并对焊接接头的显微组织和显微硬度进行了分析;采用液压伺服疲劳试验机对不同熔核直径的QP钢点焊接头进行了拉剪疲劳试验,获得了焊点的载荷寿命曲线,分析了焊点的裂纹扩展及失效形式。结果表明,接头熔核直径和拉剪强度随焊接工艺参数改变呈规律性变化,存在最佳值;熔核区组织为板条状马氏体;熔核直径对焊接接头的疲劳性能有影响但影响不大。     

焊接电流及压力对QStE340TM电阻点焊接头性能的影响

对酸洗汽车用钢QStE340TM进行了一系列电阻点焊试验,对不同焊接电流及压力下焊接接头的形貌、拉剪强度和显微硬度进行了对比分析。结果表明,在焊接压力一定时,随着焊接电流的增大,点焊接头的熔核直径增大,接头热影响区的显微硬度降低,拉剪载荷先增大后减小;在焊接电流一定时,随着焊接压力的增大,熔核直径和拉剪强度呈减小的趋势,接头热影响区的显微硬度增大。     

301L/Q235B异种钢电阻点焊显微组织及拉剪性能

对等厚2 mm+2 mm的301L不锈钢冷轧板和Q235B低碳钢热轧板进行电阻点焊试验,通过显微组织分析、显微硬度分析和拉伸剪切试验,研究了点焊接头拉剪性能的影响因素,基于抗剪强度和断裂模式确定了最佳的电阻点焊工艺。结果表明,二者点焊熔核向不锈钢侧偏移,熔核中由于马氏体的产生其显微硬度最高;当界面熔核直径大于6.8 mm时,在拉剪载荷下可发生301L钢侧熔核拔出断裂;在焊接电流11 kA,电极压力11 kN,通电时间350 ms的工艺参数下,可获得拉剪性能最优的点焊接头。     

镁/钢异种金属电阻点焊工艺研究

采用电阻点焊对MB3镁合金和镀锌钢板进行了焊接,研究了焊接电流对镁/钢接头宏观形貌、微观组织及力学性能的影响。试验结果表明:镁/钢点焊接头熔核直径及压下率随焊接电流增大而增大,接头拉剪载荷随电流增大呈先增大后减小的趋势。当焊接电流为13 k A,焊接时间为10周波,电极压力为5 k N时,接头拉剪力达到最大值6.1k N,此时点焊接头表现为纽扣式断裂。Fe与Al在镁/钢界面处发生反应生成Fe-Al化合物,其显微硬度达到146 HV。     

基于铜镀层的低碳钢/铝合金电阻点焊接头性能

针对铝合金与钢二者难以直接焊接的问题,采用预先在低碳钢Q235钢板上镀铜,再与铝合金A6061进行电阻点焊的方法,并研究焊接参数对点焊接头的显微组织和力学性能的影响。结果表明:接头抗剪载荷和焊点直径随焊接电流和焊接时间的增加而增加,随电极压力的增大而减小;接头破坏形式出现了界面断裂和纽扣式破坏两种类型;熔核中铝合金的显微硬度相比原始态的铝合金有所升高。与未镀铜点焊接头相比,镀铜Q235与A6061接头界面生成的金属间化合物较薄,说明镀铜可以有效抑制铝合金/钢的界面反应。     

纯钛/铝合金A6061电阻点焊接头性能

采用电阻点焊焊接纯钛与铝合金A6061,探讨焊接电流、焊接时间与电极压力对熔核尺寸和接头抗剪力的影响,观察分析接合界面微观组织特征。接头熔核直径随焊接电流增大而增大,而抗剪载荷随焊接电流的增加先上升后下降趋势变化;而接头随焊接时间的延长、电极压力的减小,熔核直径和抗剪载荷而增加。焊接时间为25 cyc时所得接头的抗剪载荷最大,约为7.6 kN。结果显示母材铝合金中Si能抑制界面金属间化合物的生成,改善接头性能。     

SiCp/Al复合材料与Fe36Ni合金超声波钎焊

利用超声波钎焊方法使用ZnAlSi钎料实现了Fe36Ni合金与45%SiC_p/2024Al和55%SiC_p/A356两种复合材料的连接,并得到由SiC颗粒增强的复合焊缝.通过扫描电镜、能谱等方法对焊缝的微观结构以及断口形貌进行了观察,对接头的压剪强度进行了测试,分析了Fe36Ni与两种复合材料钎焊接头微观组织和接头强度的差异.结果表明,在Fe36Ni与两种复合材料的钎缝中,钎料与两侧母材界面均形成良好的冶金结合,SiC颗粒均匀分布于焊缝中.Fe36Ni与45%SiC_p/2024Al的接头抗剪强度为110~145 MPa,Fe36Ni与55%SiC_p/A356的接头抗剪强度为75~85 MPa.Fe36Ni与45%SiC_p/2024Al的接头断裂位置为钎缝中,而Fe36Ni与55%SiC_p/A356的接头断裂位置位于Fe36Ni与钎料的界面上.     

基于中间层的铝合金/钢电阻点焊

以AlSi12为中间层对A6061铝合金与Q235低碳钢进行了电阻点焊,分析了界面区金属间化合物层形貌及分布等微观组织结构特征,探讨了焊接电流、焊接时间与电极压力对接头熔核尺寸和抗剪力的影响。结果表明:接头熔核直径、抗剪力随焊接电流、焊接时间的增加而增加,随电极压力的增大而降低,所得接头抗剪力达到4.87 kN,中间过渡层的使用起到了抑制界面金属间化合物生长的效果。     

铝合金与低碳钢的夹层电阻点焊接头特性

以钎料Al86Si6Mg8薄带为中间层对铝合金A6061与低碳钢Q235进行了点焊,观察分析了接合界面区反应层形貌及分布等微观组织结构特征,探讨了焊接电流、焊接时间与电极压力对熔核尺寸和接头抗剪力的影响。接头熔核直径与抗剪力随焊接电流、焊接时间的增加而增加,随电极压力的增大而降低,在19 k A的焊接电流条件下获得接头的抗剪力达到5.2 k N。试验结果表明,夹层的使用起到了抑制界面反应层生长和提高接头性能的效果。     

焊接参数变化对低碳钢点焊接头剪切性能的影响

针对低碳钢的电阻点焊工艺进行研究,以焊后接头熔核的直径和抗剪强度作为性能评价指标,通过改变焊接电流和电极压力来优化焊接工艺,进而优化出1组较佳的工艺参数。结果表明:当焊接电流为1.08×104 A,焊接时间为0.5 s,电极压力为2 200 N时,可获得点焊接头较优的力学性能,点焊接头的抗剪强度达483.5 MPa,焊件熔核的显微组织为珠光体,呈柱状晶组织。     

铝锂合金填充式摩擦点焊工艺

以5A90铝锂合金搭接接头为研究对象,进行了不同工艺参数下的填充式摩擦点焊试验,并对点焊接头进行了剪切试验、十字拉伸试验,在此基础上对典型接头微观组织结构进行了金相分析和横截面显微硬度测试.结果表明,采用填充式摩擦点焊技术焊接1.5 mm壁厚铝锂合金搭接接头在旋转频率1800 r/min、焊接时间1.5 s左右可获得良好的抗剪能力;十字拉伸强度对于焊接工具旋转频率、下压量不敏感,但随焊接时间的增加而增加;对接头横截面进行金相观察发现,焊点与母材的竖直连接界面为连接薄弱区域,接头横截面显微硬度分布表明,在焊点中心附近水平连接面具有较低的硬度分布.     

铝箔夹层对铝-镁-硅合金车身板点焊性能的影响

采用正交试验法在两块Al-Mg-Si车身板材之间加入双层0.02 mm厚的铝箔进行点焊工艺参数试验,分析熔核微观组织的特征,研究焊接工艺参数与电阻点焊接头抗拉剪强度的关系.试验表明,焊接电流对焊点抗拉剪强度影响最大,焊接时间次之,电极压力最弱.最佳工艺参数为焊接电流17 kA、焊接时间1.0 s,电极压力2.4 kN,此时拉剪负荷为1 943 N.显微组织表明,熔核呈均匀细小的等轴晶粒,没有出现飞溅、裂纹等缺陷.接头断裂为韧性断裂,断口撕裂有韧窝特征.     

DH980高强钢电阻点焊工艺研究

以汽车车身DH980-GI钢板电阻点焊为研究对象,通过参数实验优化设计,接头强度、接头硬度和接头抗点焊液态金属脆（LME）分析等手段,研究了焊接电流等参数对钢板电阻点焊接接头性能的影响,并对板材的点焊液态金属脆敏感性进行测试研究。试验结果显示,在电极压力4.5 kN、焊接时间380 ms的条件下,焊接电流在6.8～8.1 kA内,不同电流的接头熔核区域显微硬度值相近,均在470～510 HV内,熔核直径均满足标准要求。LME测试结果显示,在6.8～10.5 kA电流范围内未出现LME裂纹,而11～14.5 kA电流范围内出现了A类LME裂纹。力学性能测试结果显示,在焊接电流6.8 kA时,接头抗剪强度为901～911 MPa,在焊接电流8.1 kA时,为738～783 MPa,抗剪力均达到21 kN以上,均满足标准要求。     

08Al与65Mn的点焊及其接头组织性能分析

在厚1.2mm的08Al与厚1.0mm的65Mn异种材料的点焊过程中,为了减少可淬硬钢65Mn在焊接过程中所形成的缺陷以及获得优质的异种材料的点焊接头,对双脉冲点焊工艺进行了试验研究.详细分析了熔核的微观组织,测定了熔核直径和硬度分布,并对接头进行了剪切及拉伸试验.实验结果表明,当采用焊接压力3 800 N,一次脉冲电流7.7 kA,通电时间0.24 s;二次脉冲电流4.6 kA,通电时间0.7 s的点焊工艺时,可使点焊熔核得到充分回火,熔核中心未出现二次淬硬组织.其硬度值约HV400.点焊接头的抗拉伸裁荷1 380N,抗剪载荷3 580N,塑性比38.5%,综合机械性能符合使用要求.     

钛合金胶接点焊与电阻点焊接头性能对比分析

分别对1.5 mm厚的钛合金板进行胶接点焊和电阻点焊连接,获得了不同焊接电流下的胶接点焊和电阻点焊接头,从熔核的C扫描图像、接头的失效载荷和断口形貌等方面,对比分析了胶接点焊和电阻点焊的接头强度及失效样貌. 结果表明,通过观察A扫描信号的变化与C扫描图像的特征,能够很好的划分接头的热影响区、熔合区、熔核区以及检测出接头的熔核直径和焊接缺陷. 随着焊接电流(7.0～10.0 kA)的逐渐增大,接头熔核直径及失效载荷呈递增趋势;当焊接条件相同时,胶接点焊接头的熔核直径普遍大于电阻点焊接头,但接头的强度相当. 当电流在7.0～8.5 kA时,接头强度不足,熔核区的断口处出现大小不等的韧窝,呈现出韧性断裂特征;当电流为10.0 kA时,接头强度较高,主要呈现出韧性断裂与准解理断裂特征.     

08AI与65Mn的点焊及其接头组织性能分析

在厚1.2 mm的08Al与厚1.0 mm的65Mn异种材料的点焊过程中,为了减少可淬硬钢65Mn在焊接过程中所形成的缺陷以及获得优质的异种材料的点焊接头,对双脉冲点焊工艺进行了试验研究。详细分析了熔核的微观组织,测定了熔核直径和硬度分布,并对接头进行了剪切及拉伸试验。实验结果表明,当采用焊接压力3 800 N,一次脉冲电流7.7 kA,通电时间0.24 s;二次脉冲电流4.6 kA,通电时间0.7 s的点焊工艺时,可使点焊熔核得到充分回火,熔核中心未出现二次淬硬组织。其硬度值约HV400。点焊接头的抗拉伸载荷1 380 N,抗剪载荷3 580 N,塑性比38.5%,综合机械性能符合使用要求。     

铜/镀镍钢薄片微电阻点焊接头组织性能研究

采用微电阻点焊实现了0.2 mm厚的铜薄片和0.3 mm厚的镀镍钢片的连接,使用光学显微镜、SEM、EDS等方法对接头组织性能进行了研究。结果表明,焊接电流为2.3 k A时,接头处无法形成一个整体熔核,在镀镍钢和铜薄片界面出现少量"月牙"型组织;焊接电流增大到2.9 k A时,在镀镍钢熔核区的两端出现"漩涡"状组织,在焊核中心镀镍钢与铜交界处出现"钳子"结构,"钳子"结构外层存在镀层镍;焊接电流为3.5 k A时,形成了倒三角形的熔核,熔核中心可见明显的"漩涡"状组织。接头抗拉剪力随焊接电流增加而增加,焊接电流为3.5 k A时接头抗拉剪力最大。熔核处显微硬度最大,镀镍钢片热影响区的显微硬度约250 HV左右,而形成熔核时由于析出热量过大导致铜侧热影响区晶粒粗大,硬度降低,硬度仅在75 HV左右。     

DP600和HC180Y异种钢点焊接头组织和性能研究

研究了1.4 mm厚度的DP600和HC180Y异种钢电阻点焊接头的断口形貌、微观组织和力学性能。通过扫描电镜观察了接头的断口形貌及显微组织特征,采用显微硬度计测试了接头各区域的显微硬度。结果表明,DP600/HC180Y电阻点焊接头的破坏方式有三种,即界面分离、部分界面分离和熔核拔出,熔核拔出断裂形式的试样力学性能最佳,在该断裂模式下,裂纹始于HC180Y侧并向HC180Y侧扩展。DP600/HC180Y异种钢熔核区的组织并没有因为钢种不同而有差异,热影响区的组织因发生相变而具有明显的差异性。点焊接头显微组织决定了其硬度分布的特点,熔核区的硬度均高于母材区的。