镁/镀锌钢板CMT熔钎焊连接机制分析

采用CMT焊对AZ31B镁合金和HDG60镀锌钢异种材料进行熔钎焊.在试验中,采取了搭接焊的方式,通过调整焊接参数得到最佳焊接成形.使用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDAX)、电子探针、X射线衍射(XRD)及拉伸试验对焊接接头微观连接机制及性能进行研究.结果表明,镁和镀锌钢能够形成良好的搭接接头.焊接接头可以分成焊缝区、结合界面、熔合区.结合面主要有Al,Zn,Mg三种元素,主要相有Al₁₂,Mg₁₇,Mg₂Zn₁₁,Al₇Zn₃及少量的MgFeAlO₄复合氧化物.Zn和Al元素对镁钢连接起着关键作用,Zn在焊接接头形成过程中仍有一定的流动作用.在拉伸试验中,焊接接头试样几乎都断裂在熔合区,抗剪强度可达218 MPa.     

采用AlSi5焊丝CMT熔钎焊7075铝合金/镀锌钢板接头组织及性能分析

采用CMT熔钎焊,对车用镀锌钢板和7075铝合金进行焊接试验. 通过光学显微镜、扫描电镜(SEM)、EDS能谱分析和X射线衍射仪对接头的显微组织及断口形貌进行分析. 结果表明,焊缝成形美观,焊接时铝侧发生熔化焊,钢侧发生钎焊. 焊接接头分为富锌区、焊缝区、焊缝热影响区和钢侧界面层,其中钢侧界面层主要生成FeAl3和Fe2Al5. 同时对熔钎焊接头进行拉剪试验,发现接头的断裂部分发生在钢侧界面层为解离断裂,属于脆性断裂,发生在热影响区的为韧窝断裂,属于韧性断裂,接头承受的最大拉剪强度为127 MPa.     

铝-镀锌钢板脉冲旁路耦合电弧MIG熔钎焊工艺及接头组织分析

提出了脉冲旁路耦合电弧MIG焊(pulsed DE-MIG welding)方法并介绍了其基本原理,针对该方法的特点和控制要求,建立了基于快速原型的脉冲旁路耦合电弧MIG焊试验系统,实现了铝-钢异种金属的连接.对铝-钢接头的组织成分进行分析.结果表明,铝-钢连接处的中间界面区Al和Fe原子扩散比较充分,生成了层状的Fe2Al5Zn0.4三元金属间化合物;焊趾部位存在富锌区,主要由α-Al固溶体和少量β-Zn相组成.同时对搭接接头进行了抗拉剪强度试验,最大强度达到186.73 MPa.     

铝/钢异种金属电弧熔钎焊焊接接头的腐蚀性能

采用脉冲旁路耦合电弧MIG熔钎焊方法用4043铝合金焊丝对1060铝合金/镀锌钢异种金属进行搭接焊;350℃下对铝/钢焊接接头进行退火处理,通过面扫描对退火前后焊接接头焊缝中合金元素的分布进行对比分析,用浸泡法和电化学法对退火前后焊接接头的腐蚀行为进行研究,分析焊接接头不同区域的腐蚀行为及退火热处理对焊接接头腐蚀性能的影响。结果表明:焊接接头退火热处理后,其焊缝中的合金元素Si发生均匀化扩散,同时,富锌区界面反应层的金属间化合物Fe_2Al_5Zn_(0.4)明显变厚;腐蚀试验表明铝/钢熔钎焊焊接接头发生电偶腐蚀,其钢侧被严重腐蚀,而焊缝侧仅发生轻微的腐蚀,界面反应层金属间化合物的存在对接头的腐蚀性能是不利的;除此之外还发现焊接接头富锌区的腐蚀电位较低,最易发生腐蚀;在此基础上通过面扫描对富锌区的腐蚀行为进行进一步的分析。     

铝/镀锌钢异种金属旁路分流MIG电弧熔钎焊界面区组织与接头性能

以2 mm厚6061铝合金与镀锌钢板为试验材料,进行旁路分流MIG电弧熔钎焊工艺试验.采用金相显微镜、扫描电镜和拉伸试验机对接头组织及力学性能进行研究,分析了不同焊接速度时界面层组织和接头性能的变化规律.结果表明,随焊接速度增加焊接热输入减少,界面温度下降,元素扩散速度降低,导致接头界面结合层变薄.另外接头强度随焊接速度与界面层厚度增加呈现先增加后减小的趋势,最高强度达135.32 MPa.当焊接速度较低时,界面温度高,易形成脆性金属间化合物,导致其接头性能下降;高速焊接时,铝/钢界面反应不充分,甚至存在未钎合和气孔等缺陷,影响了接头性能.     

焊接热输入对铝/镀锌钢CMT熔-钎焊接头组织与性能的影响

采用ER4043焊丝对5052铝/Q235镀锌钢进行CMT熔-钎焊,研究焊接热输入对接头组织及性能的影响.结果表明,焊缝熔宽、热影响区粗化程度、界面层硬度及厚度均随热输入的增加而增大,过热组织粗化导致拉伸试样在铝母材热影响区断裂.熔焊区组织主要为垂直于基底向焊缝中心生长的α-Al树枝晶及Al-Si共晶组织,钎焊区界面层厚度在2.55~6.86μm之间,铝侧界面主要为FeAl₃金属间化合物,呈凹凸不平锯齿状;钢侧界面平滑,主要为Fe₂Al₅(热输入较低时)或FeAl₂,FeAl(热输入较高时).     

7075/TC4异种金属CMT Advanced+P熔钎焊特性分析

基于CMT Advanced+P焊接方法,以ER5356铝合金焊丝对7075铝合金和TC4钛合金组成的搭接接头进行熔钎焊试验,并对接头进行微观组织及力学性能分析.结果表明,焊接接头主要由焊缝区、铝合金侧热影响区和钎焊界面区组成;焊缝区主要是等轴晶;铝合金侧热影响区的晶粒表现出轧制特性,并在晶界附近析出大量金属间化合物;...     

镁/钢异种金属CMT对接熔钎焊连接机理

文中用AZ61镁焊丝以及冷金属过渡焊接方法对接形式连接镁合金AZ31和镀锌钢板,在焊接过程中保持焊接速度不变,通过调节送丝速度和对钢板开不同的坡口研究不同焊接工艺参数下焊缝的表面成形、接头的力学性能和微观组织结构. 结果表明,通过调节合适的焊接参数以及坡口形式,镁-钢之间能形成焊缝成形美观、接头最大抗拉载荷达到4.02 kN的镁钢对接熔钎焊接头. 并且熔钎焊接头包括镁侧的熔焊接头和钢侧的钎焊接头,钎焊接头由两部分组成,一部分是坡口面上的镁与裸钢板之间的钎焊接头,另一部分是镀锌钢板上表面的镁-镀锌钢之间的钎焊接头. 镁-镀锌钢侧的钎焊连接主要由靠近镁侧的(α-Mg+MgZn)的共晶相,以及靠近钢侧的Fe-Al相反应层实现连接. 无镀锌层的钢和镁连接主要依靠焊丝中的微量Al元素扩散到钢表面形成Fe/Al相来实现连接.     

铝/钢金属超声波辅助激光熔钎焊组织及性能

采用Al-Si合金作为填充金属,在超声波辅助激光熔钎焊条件下,实现了铝/钢异种材料的连接。研究了超声振动对接头界面结构、焊缝金属的晶粒尺寸及力学性能的影响。不施加超声振动时,在焊缝与钢的界面热源中心处形成了三层总厚度范围为8.3～12.3 μm的金属间化合物,远离热源中心处金属间化合物厚度范围为1.5～2.6 μm,接头强度较低且断裂位于焊缝与钢的界面处。应用700 W超声振动后,填充金属对钢的润湿能力增加,焊缝晶粒尺寸由32 μm降低至19 μm,界面处金属间化合物为0.5～1.0 μm的连续薄层θ相。这些共同导致断裂改变至铝合金侧熔合线附近的焊缝中,接头强度是不施加超声振动时强度的1.6倍。     

镁与镀锌钢板脉冲旁路耦合电弧熔钎焊

采用脉冲旁路耦合电弧熔钎焊,使用AZ92A镁合金焊丝在镀锌钢板上进行平板堆焊试验,通过调整焊接工艺参数,能在最佳的焊接参数下得到熔宽均匀,成形良好的焊缝.通过SEM,EDS,EPMA等测试手段对焊接接头界面中心区的微观组织进行观察与分析,及对焊缝的剥落面进行XRD测试发现有Mg₁₇Al₁₂,Mg_0.97Zn_0.03和Fe₄Zn₉金属间化合物形成.结果表明,在适当参数下,利用脉冲旁路耦合电弧熔钎焊可获得镁与镀锌钢板的焊缝,且镁与镀锌钢板异种金属电弧熔钎焊时镁和铁都与锌反应形成了金属间化合物.     

Microstructure and mechanical properties of dissimilar joint between aluminum and aluminum-coated steel by cold metal transfer process

Two dissimilar materials, aluminum alloy and aluminum-coated steel, were joined by cold metal transfer process using AlSi₅ filler wire. To this end, the steel was coated with Al-Si. The steel did not melt and aluminum was melt to form the joint during the process, it was actually cold metal transfer welding-brazing. The macrostructure, microstructure, alloy element distribution, and inter-metallic compounds were analyzed by optical microscopy, scanning electron microscopy, and energy dispersive spectroscopy. It was found that the Al-Si coating dissolved into the weld metal. The pre-existing thin Fe-Al-Si ternary inter-metallic compounds in the interface between the Al-Si coating layer and base metal steel also partially dissolved into the weld zone, tending to reduce the thickness of inter-metallic compounds. Approximate 3 μm thick undissolved inter-metallic compound was found at the interface after welding which could guarantee sound bonding strength in dissimilar materials joining. The sample was fractured at the fusion zone near the aluminum side in the tensile test. The ultimate tensile strength was about 156 MPa, and the fracture mode is ductile failure in nature according to its morphology.     

镀锌层厚度对铝/镀锌板CMT搭接接头组织和性能的影响

文中研究厚度分别为10,30,60 μm (依次为1号,2号,3号)的镀锌层 对6082铝合金/镀锌板搭接接头组织和性能的影响,结果表明,1号焊缝成形较差,边缘有锌层烧蚀,3号焊缝形貌较美观,润湿性较好;1号和3号焊接接头拉伸性能较差,2号的焊接接头拉伸承载力达到9 519.5 N;镀锌层主要影响了富锌区和界面区,发现富锌区有枝晶和裂纹生成,界面区的金属间化合物均为Fe-Al-Zn化合物,仅在界面中间位置附近生成,3号的化合物层达到4 ~ 6 μm,1号和2号的化合物层为1 ~ 2 μm. 综上所述,合适的镀锌层厚度才能得到性能良好的焊接接头.     

DP590镀锌双相钢CMT焊接接头显微组织及力学性能

针对汽车制造中薄板焊接质量问题及鉴于汽车行业对镀锌双相钢的大量需求,在弧长修正系数为0,送丝速度为3.0 m/min,焊接速度为400 mm/min的焊接工艺参数下,对1.0 mm厚的DP590镀锌双相钢进行了CMT搭接焊试验,并通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜与维氏硬度计等设备研究了焊接接头的显微组织与力学性能。试验结果表明,CMT焊接DP590镀锌钢能够得到成形良好的焊接接头。焊缝组织主要为板条马氏体,粗晶区由板条马氏体和少量铁素体组成,细晶区组织多为马氏体及少量贝氏体,不完全相变区中的铁素体含量增加,马氏体含量减少;焊接接头拉伸试验断裂位置在不完全相变区,属于塑性断裂,最大载荷为10.48 kN,与母材接近。焊缝平均硬度值最高,约为260 HV,不完全相变区显微硬度值最低,约为170 HV。该研究为DP590镀锌双相钢薄板CMT焊接提供工艺参考,对汽车轻量化生产制造具有重要的工程意义。 创新点： (1)针对汽车用钢薄板焊接的难点,提出具有低热输入焊接特点的CMT工艺。 (2)研究DP590镀锌双相钢CMT焊接接头显微组织及力学性能,研究结果可为工厂实际生产提供理论依据与数据支持。     

预置间隙对铝/钢CMT接头强度与失效模式的影响

采用CMT熔钎焊方法,对汽车用镀锌低碳钢板与6061铝合金焊接接头的强度与破坏模式进行了研究.采用不同规格的塞尺控制铝/钢搭接接头的预置间隙,以改变铝/钢异种材料熔钎焊接头的熔合面积.结果表明,通过预置间隙的方法可以有效增大熔合线长度,从而提高焊缝接头的拉剪强度.在间隙为0.5 mm时失效模式发生变化,主要原因是焊趾处铝/钢界面层中的锌元素增大了界面层的脆性.     

铝/钢微束等离子熔钎焊接头组织及力学性能

采用微束等离子焊接方法进行6010铝合金/镀锌钢对接熔钎焊工艺试验,在合适的工艺参数下获得成形良好的铝/钢熔钎焊对接接头,采用金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪、拉伸试验机等多种测试手段对所得接头形貌、微观组织及力学性能进行分析. 结果表明,所得接头焊缝正、背面铺展良好,无气孔、裂纹、夹渣等明显缺陷,为典型的铝/钢熔钎焊对接接头;接头界面处形成锯齿状的Fe₂Al₅金属间化合物,且金属间化合物层厚度和焊缝铺展宽度共同决定了接头强度,当焊接电流为38.5 A时,熔钎焊接头抗拉强度为193 MPa,为铝母材的79.8%,接头断裂形式为韧脆混合断裂.     

气孔和显微组织对6063铝合金双脉冲耦合CMT焊接接头强度的协同影响

研究不同焊接速度下6063铝合金"CMT MIX+Synchropulse"焊接接头的焊缝气孔率、气孔尺寸以及焊缝和热影响区的软化.结果表明,随着焊接速度从55 cm/min提高到65 cm/min,焊缝气孔率从0.1％增加至3.9％,且出现大尺寸气孔(341.1μm).65 cm/min时焊缝气孔尺寸主要集中分布在8...     

DP980双相钢CMT焊接接头组织及性能

基于冷金属过渡(CMT)焊接技术,对1.2 mm厚DP980双相钢进行焊接试验。研究3～6 m/min送丝速度和350～600 mm/min焊接速度工艺参数对焊接接头显微组织与力学性能的影响。结果表明,CMT搭接焊工艺可制备无明显缺陷、成形性良好的DP980双相钢焊件;焊接接头热影响区分为完全相变粗晶区、完全相变细晶区及不完全相变软化区3个部分,主要由马氏体、铁素体和少量贝氏体组成;随着送丝速度的增大,粗晶区晶粒尺寸由13.89 μm增大至25.17 μm;随焊接速度的增大,粗晶区晶粒尺寸由26.86 μm减小至16.11 μm;完全相变细晶区平均显微硬度可达400 HV,而软化区硬度则降低至260 HV;在3 m/min送丝速度和500 mm/min焊接速度条件下,焊件拉伸性能最佳,抗拉强度可达967 MPa;由于软化区铁素体富集,断口产生于软化区,断裂方式为韧性断裂。创新点： (1)针对汽车用钢薄板焊接的难点,提出具有低热输入焊接特点的CMT工艺。(2)研究送丝速度与焊接速度对DP980双相钢CMT焊接接头显微组织的演变规律和力学性能的影响,研究结果可为工厂实际生产提供理论依据与数据支持。