胶焊连接力学性能的影响因素研究

通过试验研究了胶层和母材强度对胶焊连接头力学性能的影响,并对接头性能的影响因素进行了分析。试验表明:胶焊中的胶层可增加焊核直径,即得到同一直径大小的焊核,胶焊比点焊所需电流更小,故胶焊能耗较点焊更低;胶焊中焊点的剪切强度相比单纯点焊有所提升,并且随着母材强度的减小,胶焊中焊点剪切强度的提升更为明显;母材强度越高,胶焊连接的剪切强度越高,高强度结构胶的力学性能越能实现最大化;胶焊接头的强度随着母材强度的提高而提升,但是当外力超过接头强度极限后,其破坏速率也同步增加,相对母材强度低的接头失效更快,因此要根据车身不同位置的受力情况以及接头强度需求,合理设计胶焊接头的板件强度组合。     

轴与轴套粘接／紧配合连接接头的性能研究

用实验方法研究轴对称粘接结构及粘接／紧配合连接接头的一般力学性能，结果表明，在压紧配合装置配时辅以使用胶粘剂，能提高的工艺性；粘接／紧配合复连接接头的力学性能明显优越于纯压紧配合的接头。用有限元方法计算轴瑟轴套粘接／冷缩配合接头在扭矩载荷下的应用受力分布发现，连接层面上的应力分布状态与轴套的变形能力有关。     

气氛对AZ31B镁合金扩散连接接头性能的影响

针对AZ31B镁合金扩散连接中的气氛保护难题,利用VDW-15型扩散焊设备对厚度为1．0mm的AZ31B镁合金薄板进行了在不同连接气氛条件下的扩散连接。分析了不同气氛下试样的表面状态,对连接接头进行了剪切强度、显微硬度等力学性能测试,利用金相显微镜、扫描电镜对不同气氛下的扩散连接接头显微组织、断口形貌进行了分析,试验结果表明,在扩散连接过程中采用抽真空至4．0×10^-3Pa,再回充高纯氩气保护的方法得到了性能较好的接头,试样表面光洁,剪切强度为39．5MPa,断口分析表明其为脆性断裂。     

基于神经网络无铆钉自冲铆接头力学性能预测

为研究钢铝一体化结构车身无铆钉自冲铆接接头力学性能,引入反向传播神经网络模型来描述板材厚度、板材硬度和成形接头底部直径等工艺参数与接头剪切力及剥离力强度等力学性能的映射关系.由于标准反向传播网络存在训练精度低、收敛速度慢及泛化能力差等缺陷,采用归一化法与Levenberg-Marquardt算法相结合的算法来优化神经网络预测模型连接权值,提高了神经网络模型的预测精度和泛化能力.对神经网络的预测结果进行检验的结果表明,训练后的神经网络模型能够准确有效地预测无铆钉自冲铆接接头力学性能,证实了神经元网络应用于无铆钉自冲铆接接头力学性能预测的可行性与可靠性,为优质的钢与铝无铆钉自冲铆接接头的设计提供了依据.     

铜铝异种金属板压印连接与接头拉剪载荷研究

采用一种新的塑性成形连接方法--压印连接方法来实现铜、铝合金板的连接,通过拉剪实验研究了连接接头的力学性能,并分析了铜、铝合金板的排列顺序对接头拉剪载荷的影响。实验结果表明,对于铜、铝复合接头,铜板在上时接头具有较高的拉剪载荷(3kN),是铝板在上时拉剪载荷的4.6倍。根据接头失效形式对复合接头进行优化后发现：下层铝板的厚度增大时,接头的拉剪强度略有增大,拉剪过程中的能量吸收明显增大;提高下板材料强度时,接头的拉剪载荷明显增大;铜板作为上板进行压印连接时,失效形式为颈部断裂失效,且接头的拉剪强度较大。     

基于3层板材搭接的自冲铆连接性能研究

自冲铆连接是汽车工业中铝合金车身结构连接的关键技术之一。采用单向拉伸试验测试了材料的工程应力-应变特性,并将拉伸曲线简化为双线性力学模型,进而获得了材料的力学性能参数。通过铆接试验获得3层板材搭接自冲铆接头的截面模型并评价了接头质量。采用试验方法分析了5052-H32铝合金3层板复合搭接自冲铆连接性能,研究了不同接头的强度、失效形式和能量吸收特性。试验结果及分析表明,自冲铆连接3层异质板材料组合是有效可行的。     

TP304不锈钢钢管环焊缝的A-TIG焊接研究

A-TIG焊接技术是基于TIG焊的焊接新工艺,具有大幅增加焊缝熔深、提高焊接生产率,降低成本等优点。本研究采用A-TIG焊接技术对TP304不锈钢50mm×6mm的管子进行全位置焊接,对得到的焊接接头进行射线探伤、显微组织分析以及力学性能测试,结果表明,接头的显微组织优于普通TIG焊接接头、接头质量和力学性能均达到标准要求。     

结构胶在汽车白车身上的应用研究

随着我国科学技术的快速发展,越来越多先进技术涌现,并广泛应用在汽车生产制造上。在汽车白车身上应用结构胶技术,可以有效为汽车提供密封作用。传统的点焊胶和折边胶在实际应用在白车身的车门、行李箱以及发动机盖等连接部位,能够起到连接和密封的作用,但是由于传统方式过于单一,所以在实际应用范围较窄。而结构胶在汽车白车身上的应用效果较好,功能更加丰富,实际应用范围更广。由此,本文主要就结构胶在汽车白车身上的应用进行分析,结合实际情况,提出合理的改善措施。     

镀锌量对低合金钢/5052铝合金感应静压焊接头微观组织与力学性能的影响

运用感应静压焊接技术制备了三种不同镀锌量低合金钢与铝合金的搭接接头，研究不同镀锌量对感应静压焊接头界面连接状态、微观组织形貌以及力学性能的影响规律。结果表明，三种不同镀锌量搭接接头连接界面较平直，连接质量良好。接头中间界面区由靠近钢侧的Fe₂Al₅和靠近铝侧的FeAl₃组成。对比三种不同镀锌量接头微观组织发现，Zn元素能改善钢铝界面初始润湿机制，强化低合金钢与铝合金之间的连接效果，提高搭接接头力学性能。当使用镀锌量为140 g/m²的低合金钢板进行焊接时，在焊趾位置发现了明显的富锌区缺陷，导致接头剪切性能急剧下降。低合金钢板与铝合金的搭接接头的剪切性能随着镀锌量的增加呈现出先提高后降低的趋势，挑选厚度适中的镀锌层对提高接头力学性能具有重要意义。     

镁合金激光胶接焊接头微观及力学性能

采用激光胶接焊焊接镁舍金，利用现代测试手段分析接头的微观组织特征，并分别研究激光焊、胶接和激光胶接焊3种接头在相同工艺参数下的剪切力和抗剥离力，在较好的工艺参数下，激光胶接焊焊缝成形良好。在激光热源的作用下，焊缝区内胶层受热分解并以气体形式逸出焊缝，并未影响焊缝的组织熔舍；焊缝边缘附近胶层炭化裂解，存在胶层失效区，虽减小胶层的承载面积，但该区域很窄，对接头的实际承载能力影响不大。激光胶接焊接头剪切力最大，胶接接头次之，激光焊接接头剪切力最小；激光胶接焊接头的抗剥离力远大于胶接接头的抗剥离力。激光胶接焊有效提高接头的实际承载能力，因此具有很大的发展潜力。     

自冲铆接工艺参数对接头性能影响的研究

随着新能源汽车车身轻量化的发展,铝合金复合材料在车身上逐渐被采用。由于传统焊接不适用于铝合金材料的连接,自冲铆接技术在全铝车身上的应用得到了重视。自冲铆接技术是一种冷连接技术,多片材料无需预先穿孔即可连接在一起。因此,研究自冲铆接工艺的接头性能和质量对车身轻量化有着重要的意义。基于国内外自冲铆接技术的发展现状,综合评述了接头性能的评价参数,归纳了铆钉、凹模、冲头和板料工艺参数对接头性能影响的特点,分析了其关键作用和优先程度,可用于指导自冲铆接技术工艺的开发过程。此外,通过对国外根据工艺参数对接头几何性能和抗剪强度进行预测的方法的总结,分析了国内与国外在强度预测方面存在的差距,提出了我国自冲铆接技术进一步研究的方向。     

波纹管焊接接头的结构设计及试验研究

为提高大直径压力钢管波纹管膨胀节中波纹管和端管之间连接环焊缝的力学性能及改善该焊接接头的加工工艺性,提出一种新型的加不锈钢过渡环的焊接接头型式.通过对该新型焊接接头的试验研究和实际应用分析,表明该型式接头不但加工简单,可焊性好,且具有优异的抗拉和抗弯曲疲劳性能.     

考虑汽车车身涂装工艺影响的非平衡胶接接头强度

汽车轻量化的发展要求汽车采用更多的轻型材料取代传统的金属材料,而异种材料的连接就为结构胶接技术的应用提供平台。通过模拟汽车车身涂装工艺中环境温度和相对湿度的变化,采用韧性和脆性两种结构胶粘剂,分别对钢/铝和钢/碳纤维增强复合材料非平衡胶接接头的剪切强度进行环境影响研究。试验结果表明,汽车涂装环境对结构胶接接头的性能有着显著的影响,并且与胶粘剂自身性质有关。通过对不同工况接头的失效模式分析和对胶层的内聚力单元数值二维建模仿真,得到两种胶粘剂在涂装工况影响下胶层宏观力学属性和内部应力分布情况的变化趋势,并对碳纤维增强复合材料与相应胶粘剂材料表面参数的匹配问题进行研究。采用扫描电镜法对胶层失效表面进行样貌分析,探究相应宏观试验结果产生的微观原因。     

镍铝青铜焊丝进行镁/镀锌钢板点焊的焊接性分析*

以镍铝青铜焊丝为填充材料,对AZ31B镁合金/镀锌钢板进行冷金属过渡点塞焊试验研究,分析镁板上孔直径对镁钢点塞焊接头力学性能的影响.并通过分析焊接接头微观组织及其元素分布状况来研究其连接机理。研究结果表明：使用镍铝青铜焊丝能够得到焊缝美观的镁/镀锌钢异种金属的连接接头。镁/钢板焊接接头的焊缝主要由α-Cu和CuAl₂组成,熔合区由镁的固溶体α-Mg以及Al₂Cu₃Mg₂和Mg₂Cu混合的金属间化合物组成。镁板上孔的直径对镁钢接头性能有很大的影响。随着镁板孔径的增大,镁钢点塞焊接头的最大抗拉载荷先增大后减小,且当镁板孔径为5 mm时接头的最大抗拉载荷达到最大为3.4 kN。焊缝金属和镁母材的连接处即熔合区存在大量脆性金属间化合物,使得镁/钢接头整体力学性能较差。     

Al-Ag-Cu-Ti反应扩散连接SiCp/2009Al复合材料的工艺研究

采用Al-Ag-Cu-Ti中间夹层,在真空条件下对SiCp/2009Al复合材料进行了反应扩散连接研究。通过正交试验设计得到了最佳的连接工艺为:连接温度550℃,保温时间60min,压力2×10-3MPa,Ti含量为3wt%。力学性能试验结果表明,采用该工艺得到的接头剪切强度可达120MPa。对连接区进行SEM、XRD和EMPA分析表明,连接区生成了Ag2Al、Al2Cu、Al3Ti、Al3Cu Ti金属间化合物,少量的金属间化合物能起到有效增强接头连接区的作用,和母材的力学性能相匹配,提高连接接头的综合性能。     

冷喷连接铝铜异质接头的组织结构和力学性能

针对铝铜间的物理性能差异以及熔化焊过程中易产生脆性相的特点,提出一种铜铝异质金属冷喷连接的新方法,该方法将纯铝粉末以固态形式高速撞击具有一定坡口的铜铝母材表面,通过粒子与母材、粒子与粒子间的累加成形将铝板和铜板在低于其熔点的情况下实现连接。为了提高接头的力学性能,采用不锈钢颗粒辅助强化方法,利用氮气为加速气体,气体预热温度为270℃,压力为2.4 MPa,Al/Cu冷喷连接接头的力学性能测试结果表明:拉伸断裂在铝母材,接头平均拉伸强度为63 MPa,结合区与铝结合界面平均剪切强度为42 MPa,结合区与铜结合界面平均剪切强度为38 MPa。接头与母材主要通过机械咬合方式连接,不锈钢颗粒的夯实效应使粒子塑性变形增加,提高了接头的致密度和强度,不锈钢颗粒在母材的嵌入钉扎作用可有效提高结合界面的剪切强度。     

低热裂纹敏感性纯镍铸铁焊条的研究

研究了纯镍铸铁焊条冷焊时，稀土金属镧、铈、镨、钇及钕对焊缝热裂纹敏感性的影响规律，并分析了铈对焊接接头力学性能和加工性能的影响。结果表明：稀土镧、铈、钇和镨能在一定范围内提高焊缝临界变形速度υBL，改善纯镍铸铁焊缝抗热裂性。适量的铈能提高接头力学性能，稀土钕会增加焊缝热裂纹敏感性。在此基础上，研制了具有较低热裂纹敏感性、良好的加工性能，能满足高强度灰口铸铁力学性能要求的纯镍铸铁冷焊焊条。     

连接温度对T91／12Cr2MoWVTiB TLP连接接头组织和性能的影响

连接温度是完成瞬时液相扩散连接、保证焊接接头性能的关键参数,采用不同连接温度1210℃、1230℃和1250℃对T91／12Cr2MowVTiB进行瞬时液相扩散连接,连接压力为2MPa,保温时间为4min,结果表明,在1210～1250℃范围内,随着温度的增加,焊接接头的成分越来越均匀,连接区域的显微硬度分布逐渐趋于平缓,接头的力学性能也随之提高。     

304/304L不锈钢TIG焊两种搭接接头的组织及力学性能

搭接接头焊缝在实际工况中存在受拉力和剪切力两种受力状态,其力学性能的差异对工程应用中选取焊缝形式有重要意义。对不锈钢304及304L进行钨极惰性气体保护焊(TIG焊),研究了两种样件焊接接头的显微组织、硬度、拉伸性能和疲劳特性。结果表明:两种搭接形式下的焊接接头从母材到焊核,可根据晶粒类型和大小分为7个区域。焊缝受拉力样件的断裂延伸率为19.3%,在接头区域两种组织过渡处断裂;受剪切力样件的断裂延伸率为12.7%,在材料尺寸变化、应力集中处断裂。焊缝受拉力样件断裂韧性、抗拉强度和疲劳性能更强,结构尺寸变化和应力集中对受剪切力样件力学性能的影响较大。     

工艺参数对QStE460TM酸洗钢电阻点焊接头性能的影响

随着轻量化在车身制造中的应用,新材料焊接性能的研究至关重要。通过一系列焊接实验获取不同焊接工艺参数条件下QStE460TM酸洗钢电阻点焊接头,同时对接头的几何形貌、显微硬度和准静态力学性能进行对比分析,结果表明:随着点焊电流的增大,QStE460TM酸洗钢的熔核直径和接头准静态强度增大,而熔核区的显微硬度下降;随着焊接时间的增加,QStE460TM酸洗钢的熔核直径先增大后趋于稳定,熔核区显微硬度和接头准静态强度呈现先增大后降低的特点。