铝/钢异种金属电阻点焊接头微观组织与力学性能研究

采用电阻点焊实现对6061铝合金和H220YD高强镀锌钢的焊接,通过金相显微镜、扫描电镜、能谱仪、显微硬度计和万能试验机等测试方法研究了铝/钢点焊接头的组织和性能。结果表明,铝/钢点焊接头从铝侧向钢侧依次为铝合金熔核、铝/钢界面、高强钢热影响区。铝/钢点焊接头界面靠近钢侧金属间化合物层显微硬度最高,靠近铝合金侧金属间化合物硬度次之,铝合金显微硬度最低。随着焊接电流的增加,铝/钢点焊接头拉剪力先增加后减小,焊接电流9 k A、焊接时间300 ms、焊接压力2 k N时,接头拉剪力达到最大值3.4 k N。     

20钢-铝青铜焊接接头的显微组织和硬度

采用手工钨极氩弧焊工艺和S214焊丝焊接了20钢和铝青铜,并采用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)检测了焊接接头的组织和显微硬度。结果表明:焊接接头20钢母材的显微组织为铁素体和珠光体,20钢侧热影响区组织为贝氏体,焊缝、铝青铜侧热影响区和铝青铜母材的组织均以α-Cu为主。在20钢侧的熔合线附近存在未熔合、气孔等焊接缺陷和严重不均匀的组织,这主要是由于钨极氩弧焊的焊接热输入过大和手工焊接过程的不稳定所导致的。焊缝区的硬度约为150 HV0. 2,20钢侧热影响区的硬度为170～220 HV0. 2,母材20钢的硬度约为180 HV0. 2。20钢-铝青铜焊接接头的组织不均匀性及焊接缺陷的存在可能会严重影响焊接接头的力学性能,因此需选用合适的焊接工艺和提高焊接过程的稳定性,以改善接头组织的均匀性。     

20钢-铝青铜焊接接头的组织和高周次疲劳性能研究

采用手工钨极氩弧焊工艺将20钢与铝青铜焊接在一起。检测了焊接接头的显微组织、高周次疲劳性能,并采用光学显微镜和扫描电镜观察了疲劳试验试样的断口形貌。结果表明:邻近熔合线的20钢存在未熔合、气孔等焊接缺陷,焊接接头疲劳断裂起始于这些焊接缺陷。焊接热输入较大及手工焊接过程的不稳定性是20钢-铝青铜焊接接头中产生焊接缺陷和不均匀组织、导致其疲劳断裂的主要原因。因此,可通过采用更合适的焊接工艺来减少甚至消除焊接接头中的焊接缺陷,提高焊接接头的高周次疲劳性能。     

电极板辅助点焊钢/铝异质接头的组织与性能

采用电极板辅助点焊进行了H220YD高强钢与6008-T66铝合金异种金属的连接,研究了接头的微观组织和力学性能.结果表明,焊接接头是通过液态铝合金在钢/铝界面处对高强钢的润湿铺展而形成的,本质上属于熔-钎焊接头.钢/铝界面上生成了由Fe2Al5和FeAl3组成的金属间化合物层.接头中铝合金熔核直径在焊接电流为14kA、焊接时间为300 ms时达最大值为9.5 mm.接头拉剪力随焊接电流的增加先迅速增大后趋于稳定,当焊接电流为12 kA、焊接时间为300 ms时达4.3 kN,比不加电极板时提高约30%.在接头拉剪过程中裂纹的扩展路径不仅沿着金属间化合物,还部分经过铝合金熔核内部.     

铝/钢异种金属Nd:YAG激光-MIG复合热源熔-钎焊接工艺

铝与钢异种金属的优质高效焊接一直是焊接领域的一项技术难题.针对铝与钢焊接的技术困难和特点,提出了可实现铝与钢熔-钎连接的大光斑激光-电弧复合热源焊接方法,用该焊接方法实现了5A02铝合金板与镀锌钢板的优质高效连接.试验结果分析表明,接头钢母材未发生熔化,焊缝与钢母材为钎焊连接,拉伸试样的破坏位置发生在接头铝母材热影响区,接头的抗拉强度与铝合金电弧熔化焊接头强度相当.     

焊接电流对镀锌钢与高强钢的电阻点焊接头形貌和力学性能的影响

采用电阻点焊工艺对1.5 mm厚的镀锌钢板与高强钢板进行了连接试验。通过金相显微镜、扫描电镜、电子拉伸试验机以及硬度计等分析手段,研究了不同焊接电流对接头形貌和力学性能的影响。结果表明:采用电阻点焊工艺实现了镀锌钢与高强钢的可靠连接。当焊接电流为8 kA时,接头的拉剪载荷最大,为13.6 kN,随着焊接电流的继续增大,接头表面容易产生飞溅。接头高强钢侧热影响区由于回火马氏体和细晶马氏体的生成,出现了明显的软化区和硬化区,而镀锌钢侧有大量马氏体生成,热影响区硬度明显大于母材区。当焊接电流为4 kA时,接头断裂形式为界面断裂;当焊接电流为5~7 kA时,接头断裂形式主要为镀锌钢侧熔核被拔出;当焊接电流为8~10 kA时,接头断裂形式转变为高强钢侧熔核被拔出。     

铝青铜与45号钢的气焊

我厂生产一批制件,由件1套筒(材料为45号钢)和件2螺母(材料为铝青铜QAl10—3)经螺纹连接后再焊接在一起(如图示)。铝青铜焊接性能较差,其主要原因是铝的氧化,焊接时铝与氧形成致密而难熔的Al:O:薄膜,熔滴表面上的AI:O。阻碍了母材与熔滴的熔合,熔池表面上的Al:O执薄膜阻碍着热源对熔池的加热,并使锌渣变粘,导致产生气孔和夹渣。焊接铝青铜材料,如工艺方法掌握恰当,采用铝焊,也可以得到较满意的焊接接头,然而     

基于实船对过渡接头法焊接钢-铝异种金属进行探究

从钢-铝异种金属焊接现状和钢-铝结构过渡接头性能特点出发,介绍了钢-铝过渡接头结构形式、焊接接头连接形式和相关节点设计要求。结合多艘次铝合金船舶建造检验,对过渡接头结构形式、结构尺寸、焊接工艺参数优化和选取、实际焊接要求等予以分析。船舶建造完成后及营运过程中未发现过渡接头复合界面出现分层缺陷,其设计和工艺对其它船舶有一定指导意义。     

渡船铝合金上层建筑与钢结构的焊接

介绍了海鸥３号渡船在采用爆炸复合的铝－钢复盒要条件直进行铝合金上层建筑与钢结构的焊接情况，阐述了铝－钢复合连接条的材料铝－钢连接的设计和铝－钢接头装配焊接工艺中的三个问题。该船过渡接头的复合连接尺寸与日本，法国相比，其截面大致是１：２：３．５，航行三年经受了风浪载荷考验。     

铝合金与高强钢摩擦塞铆焊接头连接性能

为了解决铝合金与高强钢材料之间连接困难的问题,保证铝合金与高强钢之间的连接质量,采用摩擦塞铆焊工艺实现了6061-T6铝合金和DP1470高强钢的连接,并通过对接头宏观形貌和微观组织特征的观察、接头力学性能的测试以及接头失效形式的对比,研究了摩擦塞铆焊所获接头连接性能的变化规律. 结果表明,转速是影响焊接质量的重要因素. 在焊接试验过程中,转速控制范围为5000 ~ 8000 r/min,接头的抗拉强度随转速的增加先升高后降低,当转速达到7000 r/min时,接头所承受的剪切载荷最大,可以达到6.3 kN,此时得到的接头表面平整,无明显孔洞、裂纹等缺陷. 铝合金板材在接头处发生断裂失效时,接头所能承受载荷相对较大,焊接质量较高. 因此,铝合金和高强钢能够通过摩擦塞铆焊工艺实现高质量连接.     

高强钢与铝合金电阻点焊性能

针对高强钢DP590和铝合金Al6061利用电阻点焊专业有限元软件SORPAS进行模拟分析,分析了钢-铝点焊熔核形成过程的三个阶段,阐述了钢-铝电阻点焊的非对称温度场分布特点及由此产生的熔核偏移和双熔核特征;通过EDS等检测手段结合宏微观金相组织及试验过程中实测的焊接区动态电阻,揭示出点焊接头形成过程即熔融成液态的铝合金在钢-铝界面处向高强钢润湿铺展并扩散而形成熔-钎焊接头;焊接过程中铝原子扩散到钢中的原子分数达到40%左右,形成钢铝晶间化合物的厚度小于2μm.     

铝钢激光焊接研究现状

铝钢异种金属连接可实现汽车零部件的轻量化,但铝钢焊接产生的金属间化合物裂纹等严重地影响接头性能。本文介绍了铝钢激光焊的主要焊接方法,阐述了近年来国内外的研究现状。     

汽车车身钢-铝搭接连接技术的研究现状

目前汽车车身钢-铝搭接的连接方式有机械连接、焊接和粘铆复合连接三种方式。为适应汽车轻量化的趋势,单一的连接方法已经满足不了钢-铝搭接接头性能的要求,其连接技术亟待创新。突破传统的工艺局限,在钢-铝中添加夹层(或粘结剂),采用特制的搅拌头进行热致搅拌摩擦点焊或是激光点焊。钢-铝接头的连接机理、过程形成特征以及接头受力、力学响应特征是当前研究的主要发展趋势。论文概述了其搭接连接的研究现状及成果,并展望了前景。     

2219铝合金与不锈钢惯性摩擦焊接接头组织与力学性能

异种金属的连接可实现节能、经济及减重的目标,成为航空航天、造船、铁路运输等领域的研究热点之一;而铝合金与不锈钢物理化学性能差异明显,成为异种金属中最难实现的连接接头之一。采用惯性摩擦焊接技术进行2219铝合金与不锈钢回转体的连接,分析不同焊接工艺参数下铝钢惯性摩擦焊接接头的显微组织与力学性能。结果表明,惯性摩擦焊接使铝钢接头铝合金一侧形成了细晶区和拉长晶区;EDS结果显示焊接界面处发生了Fe、Al等元素扩散。硬度测试结果表明,在连接界面处-0.6~+0.15 mm范围内硬度值发生了明显的阶跃变化,该区域为受焊接热及变形作用的主要区域,硬度值高于母材。合理焊接工艺下获得的2219铝合金与不锈钢接头拉伸强度为235~300 MPa。铝钢惯性摩擦焊接断口以脆性断裂为主。     

束偏量及接头结构对QAl10/0Cr18Ni9电子束焊接头质量的影响

针对铝青铜和不锈钢异种金属电子束焊接,试验验证和分析了束偏量和不同的接头结构形式对接头质量的影响。二者宜采用以铝青铜作锁底、无束偏量的对中焊接方法,焊缝内、外部质量满足Ⅰ级焊缝标准,接头强度与铝青铜母材等强。以不锈钢作锁底的接头,在不锈钢热影响区一侧出现渗透裂纹。     

汽车车身用铝合金与钢的异种材料电阻点焊技术研究现状

综述了铝合金与钢的异种材料电阻点焊技术的研究现状。介绍了工艺垫片法和过渡层法两类工艺方法,分析了其各自特点。利用工艺垫片法能够以较低的焊接电流获得具有很高抗剪强度的接头;采用过渡层法能获得具有较高抗拉强度的接头,但焊接时需要较高的焊接电流。探讨了界面反应层对接头性能的影响。认为铝钢异种材料连接时,界面反应层的控制是获得优质连接接头的关键,并就此指出了今后铝钢的电阻点焊的研究方向。     

焊接电流对铝合金-钢电阻点焊接头组织和性能的影响

采用电阻点焊实现对铝合金A6061和B1500HS高强钢的焊接,研究了焊接电流对铝合金/高强钢点焊接头组织和性能的影响。采用万能试验机测试焊接接头力学性能,采用SEM观察焊接接头显微结构及熔核直径、金属间化合物层厚度。结果表明,铝合金/钢点焊接头剪切力随焊接电流增大先增大后减小,焊接电流10 kA时达到最大值3409 kN。焊接电流对铝合金/钢点焊接头表面质量影响较大。     

800MPa及以上低合金高强钢焊接现状

本文从高强钢接头区焊接裂纹及扩展、高强钢焊接焊缝的组织及影响因素、高强钢焊接热影响区组织及力学性能几个方面综述了国内外低合金高强钢焊接的研究现状及发展趋势。     

高强钢激光焊接研究进展

高强钢以其超高的强度、良好的塑韧性和较好的焊接性能得到广泛应用。目前,随着激光加工技术应用的发展,国内外许多学者已对高强结构钢的激光焊接技术进行系列研究。但是在高强钢焊接接头的裂纹、接头软化以及焊接工艺参数对接头成形的影响等方面的研究还有待继续深入。本文着重从这三个方面入手,概述了近年来国内外高强钢激光焊接的研究现状,并对其发展方向进行了展望。     

超高强淬火钢板中频点焊接头组织与断口形貌

以超高强度淬火钢EN10292TL4225为研究对象,采用先进的中频点焊连接技术,利用优化的焊接参数实现了超高强钢同种材料之间的优质连接,进行了高强钢的点焊接头拉伸试验和焊点表面硬度分布试验以及对拉伸断口的扫描电镜分析.结果表明,试验得到的点焊接头具有良好的力学性能和接头组织形貌,焊接接头组织具有和母材一致的显微组织,断口形貌具有塑性韧窝的特征,能够满足汽车产品碰撞与道路试验设计的要求.