泡沫铝接触反应钎焊工艺及性能

采用接触反应钎焊法,以铜箔-铝片-铜箔复合中间层替代单层铜箔在真空(真空度为10-3 Pa)条件下,改变焊接保温时间焊接泡沫铝,得到不同性能的焊接试样.对焊接接头的宏观、微观组织结构与抗弯强度进行了分析比较.结果表明,在焊接温度570℃的条件下,焊接保温时间为15 min的焊接试样失效发生在母材处,其余试样失效位置均发生在焊缝位置.随着保温时间的增加,焊接接头抗弯强度呈现先升后降的变化趋势.保温时间为15 min条件下所得到的焊接接头抗弯强度最高,且高于母材.     

铝/钢搅拌摩擦点钎焊工艺优化及性能分析

采用大直径无针搅拌摩擦点焊方法对DP590钢和6061铝合金进行点焊(钢上铝下),利用剪切试验、扫描电镜及能谱仪对接头的断口形貌和力学性能进行研究。结果表明,搅拌头旋转速度为1 000 r/min,搅拌头压入深度为0．2 mm,停留时间为90 s时,接头的抗剪载荷可达到13．24 kN。在合适的工艺参数下,铝锌钎料的添加可对铝钢焊接界面起到良好的润湿作用,可促进铝和钢之间的冶金结合,从而提高了接头的抗剪载荷。     

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.     

高温钎焊和电阻钎焊纯铝接头的微观组织及性能对比

铝具有强度高、塑性好、抗腐蚀性能优异等特点,广泛应用于汽车工业中,但是传统的钎焊并不能实现纯铝的有效连接,因此考虑电阻钎焊的方法.对比高温钎焊和电阻钎焊纯铝接头的微观组织形貌和力学性能,采用两步电阻钎焊方法,在第一步施加1s+3kA的电流,在第二步施加6s+6kA的电流,以获得连接性能良好的钎焊连接层.结果表明,高温钎...     

累积叠轧1060工业纯铝的微观组织和性能

采用累积叠轧方法对1060工业纯铝进行变形,分析了变形前后其微观组织和力学性能。试验结果表明,累积叠轧4道次后工业纯铝的抗拉强度提高了60N／mm^2,硬度提高了一倍。在第一道次之后伸长率下降较大,从45％下降到12％,但在以后道次中保持稳定。随着变形道次的增加,纤维组织越来越细。当累计变形量大于75％时其复合界面焊合较好,断裂裂纹很容易在复合界面形核,并沿着复合界面扩展延伸。     

铝合金／镀锌钢TIG熔钎焊接头界面组织及力学性能

采用TIG熔钎焊进行了铝基钎料在镀锌钢板上的润湿铺展试验及铝合金与镀锌钢板的搭接试验,分析了钎料在钢表面的润湿铺展性,研究了接头界面组织,并测试了接头力学性能.研究结果表明,在1rIG电弧热源作用下铝基钎料在镀锌钢板上润湿铺展良好,钢板未熔化,润湿角<20°;获得了较好的铝合金与镀锌钢搭接接头,钢母材侧为钎焊连接,金属间化合物层厚度<9.0 um,从焊缝侧到钢侧金属间化合物经历了FeAl3-Fe2Al5+FeAl2→FeAl2+FeAl的转变,铝母材侧为熔焊连接,焊缝晶粒尺寸明显增大;搭接接头存在局部"未钎合"缺陷,成为裂纹根源,导致接头断裂在焊根附近的焊缝上,抗拉强度仅有90 MPa.     

Si和Cu元素对铝-镀锌钢GTAW接头性能的影响

通过填加4种不同的焊丝,在焊缝中加入不同含量的Si,Cu元素,进行了5A02铝合金和镀锌钢板之间异种金属的钨极氩弧焊(GTAW)搭接试验.试验发现Cu元素含量高于一定值时,金属间化合物层厚度大于10μm,而当Cu元素含量较低时,随着Si元素加入量的增加,金属间化合物层的厚度减小,最小约为2μm.当Si元素含量大于5%时,抗拉强度接近136 MPa.但此时,制约焊缝性能的主要因素是焊缝根部出现的气孔聚集缺陷.另外,Si元素的加入还可以改善焊缝与铝合金母材连接处柱状晶区的组织.     

车用高强钢电阻点焊工艺研究

研究了DP600高强钢的电阻点焊工艺,采用正交试验设计,利用Minitab回归分析后规划求解得到的最优解满足最大强度性能要求,并对点焊接头的微观组织、力学性能进行了分析。得出最佳焊接参数为:电极压力2.058 kN,焊接时间17 cyc,焊接电流10.14kA。DP600钢点焊熔核的微观组织为柱状晶,以板条状马氏体为主。在拉剪条件下,DP600高强钢电阻点焊接头主要有熔核剥离断裂和界面断裂2种断裂模式。     

5052铝合金/镀锌钢涂粉CO_2激光熔钎焊工艺特性

以5052铝合金和热镀锌ST04Z钢为研究对象,采用预置涂粉CO2激光搭接熔钎焊方法进行工艺试验.利用光学显微镜、扫描电镜和拉伸试验机对熔钎焊接头的微观组织和力学性能进行了研究.结果表明,涂助溶剂和粉末后,焊缝成形明显改善,镀锌层没有烧损;熔—钎焊接头过渡层最大厚度小于10μm,针状Al-Fe金属间化合物没有向熔化的铝侧明显析出;接头具有较高的力学性能,最大机械抗载能力可达到208 MPa,约为5052铝合金母材抗拉强度的95.41%.     

碳化硅陶瓷电阻钎焊界面微观结构

采用三元Ag-Cu-Ti活性焊料对碳化硅陶瓷进行电阻钎焊,利用电子显微镜观察分析连接界面微观结构。在界面观察到了反应层生成。在试验条件下,反应层由靠近焊料的Ti5Si3和靠近SiC侧的TiC组成,反应层厚度随焊接区温度的增加而不呈单调增加。在焊接电流上升速率为17 A/s时,接头界面反应层厚度仅为15nm。实验结果表明,以Ag-Cu-Ti合金为焊料在大气中能够实现碳化硅陶瓷的电阻钎焊。     

Fe-Al金属间化合物对铝/钢钎焊接头力学性能的影响

为明确铝/钢电磁脉冲焊接过程金属粒子运动对界面连接性能的影响,基于金属粒子流形成机理,对界面形貌及抗剪强度进行分析.结果表明,金属粒子滞留界面造成铝局部熔化,钢粒子原位生成FeAl,形成未结合区;沿着焊接方向,分射流对铝板压入作用逐渐增大,形成冶金结合的界面,并伴有富铝金属间相,直缝区为FeAl + Fe₂Al₅,小波区为Fe₂Al₅ + FeAl₃,大波区为FeAl + FeAl₃;铝钢焊接界面过渡区由塑变铝压入钢形成,铝侧焊缝的外边缘存在钢粒子,而钢侧焊缝存在熔融铝携带钢粒子,主要为FeAl + Fe₂Al₅ + FeAl₃,且在焊缝内侧滞留了大量金属粒子,并以椭圆环的形式分布,在焊缝外侧,金属粒子滞落铝板表面造成凹坑,但在钢板表面为嵌入的片状铝;因此,在金属粒子滞留,并产生较多金属间化合物的位置成为剪切试验断裂源;通过波长公式调整搭接间隙,减少粒子滞留界面,椭圆焊缝断裂于铝材,提高了接头强度.     

铝合金/镀锌钢异种材料薄板的超声波点焊

为了实现铝合金和钢板的高效连接,对3003铝合金和镀锌钢板进行了超声波点焊. 研究了接头的显微组织特征、焊接参数对接头性能的影响以及焊缝区的温度变化过程. 结果表明,超声波焊接可以对3003铝合金与镀锌钢板进行有效连接;镀锌层被不规则挤出,铝合金与钢直接接触区形成了FeAl₃和Fe₂Al₅相;在一定范围内,随着焊接时间的增加,接头抗拉强度先增加后减小,其减小的原因是过长的焊接时间诱导显微组织演变;当焊接时间为240 ms,焊接压力为0.4 MPa时,获得接头的最大抗拉力为673.05 N;在文中试验条件下,焊接区最高温度达到390 ℃.     

热镀锌钢板连续点焊时电极损耗对焊接质量的影响

镀锌钢板电阻点焊时由于锌层的影响电极损耗非常严重。以厚0.8mm家电用热镀纯锌钢板DX51D+Z为研究对象,探究在正交试验优化焊接参数后,热镀锌钢连续点焊时焊接接头质量变化的规律和电极损耗的特点。结果表明,当采用I=11 kA、P=2 500 N、T=13 cyc的点焊工艺参数组合可获得力学性能最佳的点焊接头;连续点焊试验初期(150点前)焊点力学强度稳定且焊点成形较好,焊接后期(150～300点)接头力学强度波动大,焊接状况不稳定;电极损耗至失效是接头质量急剧下降的主要原因,电极失效形式为头部塑性变形、端面坑蚀和Cu-Zn合金化,在本试验条件下,Cr-Zr-Cu电极焊至150点后显现不稳定现象,电极寿命约280点;失效电极端面的Cu-Zn合金层约65μm。     

铝钢点焊铆接复合连接技术

提出了一种点焊与铆接复合进行铝钢连接的技术,即在待焊试样区域预制工艺孔,将铆钉铆入孔中,利用铆接力实现试样的预连接.然后使用点焊机在铆接位置进行点焊,实现铆接与点焊的复合连接,称为"点铆焊".文中分析了该方法的力学性能、微观组织、断裂模式,并同纯点焊与纯铆接进行了比较.结果表明,点铆焊的抗拉强度比纯点焊提高了23.8%,比纯铆接提高了28.7%,失效前吸收功比纯点焊提高211%,比纯铆接提高67%.虽然在点铆焊过程中也会产生脆性金属间化合物,但这些区域并不是主要的承载部位,点铆焊为塑性断裂模式.     

镁合金/镀锌钢板电阻点焊接头拉剪断裂分析

针对2.0 mm厚的AZ31B镁合金以及1.0 mm厚的SPHC镀锌钢板,采用kDWJ-17型三相次级整流电阻焊机进行焊接试验,通过对接头的金相观察、扫描电镜分析,结合原子结合能研究点焊接头拉剪断裂特征.结果表明,点焊接头断裂的形式呈现结合面断裂和纽扣断裂两种方式,纽扣断裂抗拉剪力学性能优于结合面断裂,纽扣断裂断口是以韧性断口为主,脆性断裂为辅的混合断口.熔核区以Fe-Al化合物为主时发生纽扣断裂,熔合线边缘晶粒尺寸粗大以及熔核区Fe-Al化合物结合能大,使其断裂位置在熔合线边缘.熔核区以Mg-Zn化合物为主时发生结合面断裂,其Mg-Zn化合物结合能偏小,容易被拉断.     

镀锌钢板点焊电极寿命预测

采用连续点焊试验与数值模拟相结合的方法预测电极寿命,即利用镀锌钢板连续点焊试验得出电极端面直径随焊接点数增加的规律,并用ANSYS软件模拟不同电极端面直径下点焊区域温度场,得出对应的熔核直径.综合试验及模拟结果得出焊接点数与熔核直径的关系,在定义了保证焊点质量的临界熔核直径情况下,即可得出相应的临界电极端面直径和连续点焊可焊点数,从而预测电极寿命.结果表明,两种方法得出的熔核直径的误差不超过15%.此方法对实际生产过程中的电极修整及更换周期制定具有一定的指导作用.     

表面处理对热镀锌钢板电阻点焊工艺和性能的影响

通过电阻点焊试验,以及成分、组织和性能分析,研究表面处理对钢板焊接工艺和性能的影响。结果表明,钢板经表面处理之后,由于表面状态和钢板整体电阻的改变,焊接电流窗口发生了变化,但仍处在主机厂的标准要求范围之内;焊点的剪切强度略微减小,显微硬度差别不大;表面预处理前后,钢板表面对电极帽中Cu元素的粘连没有明显的变化,对电极帽使用寿命的影响不明显。     

AZ31B镁合金/镀锌钢无匙孔搅拌摩擦点焊结合方式

采用无匙孔搅拌摩擦点焊和真空扩散焊对AZ31B镁合金和DP600镀锌钢板进行搭接点焊试验,利用扫描电镜、能谱仪及拉伸试验对无匙孔搅拌摩擦点焊接头与真空扩散焊接头进行微观组织及力学性能的对比分析.结果表明,镁钢无匙孔搅拌摩擦点焊接头结合方式为机械结合与冶金结合共同作用,冶金结合表现为:镁钢界面发生扩散生成由Mg、Fe、O形成的金属间化合物,镁合金中的合金元素与铁生成金属间化合物,机械结合表现为:钢像“钉子”一样插入到镁合金基体中,且在镁钢结合界面处,两种金属呈锯齿状咬合,接头抗剪切载荷平均可达10.36 kN,而只存在单纯扩散结合方式的真空扩散焊接头抗剪切载荷平均仅为2.5 kN.通过两种接头对比分析可知,机械结合对接头力学性能的贡献远远大于冶金结合,其接头结合方式以机械结合为主.     

铝/钢异种金属火焰钎焊接头组织和性能

通过扫描电镜、能谱分析和X射线衍射等方法研究了火焰钎焊时Zn-xAl钎料的润湿性能、铝/钢钎焊接头界面显微组织、金属间化合物层以及接头抗剪强度.结果表明,Zn-xAl钎料配合改性CsF-RbF-AlF₃钎剂,可以有效地去除母材表面氧化膜,从而提高钎焊接头力学性能.随着Al元素含量增加,钎料铺展性和填缝性随之提高,但是钎焊接头强度先升后降,Al元素含量为15%时,钎焊接头力学性能最佳.钎焊接头显微组织分析结果表明,金属间化合物主要为Fe₄Al₁₃相. Zn-xAl钎料中Al元素含量较低时,界面层由富锌相和Fe₄Al₁₃相组成.随着Al元素含量的增加,在Zn-25Al钎焊接头界面出现第二层金属间化合物Fe₂Al₅相.