Al-Si合金瞬间液相扩散连接接头组织与力学性能

采用扫描电镜、X射线衍射、能谱仪及电子拉伸试验机等测试方法研究了Cu箔作中间层瞬间液相扩散连接(TLP)Al-Si合金接头的组织和力学性能.结果表明,Al-Si合金基体中的Al元素与中间层Cu元素发生共晶反应形成液相,而合金中的Si对Al与Cu的相互作用有一定的阻碍.接头组织主要由α-Al、单晶Si及金属间化合物(CuAl2和Al4Cu9)组成,而金属间化合物的数量随连接时间的增加而减少.剪切试样沿着界面/基体处断裂.当温度为560℃时,随着连接时间的增加,接头抗剪强度先增大后减小,在120 min时达到最大值70.2 MPa;接头塑性和韧性提高,断口表面形貌由脆性特征转变为脆性和韧性共存的混合型断裂特征.     

铝基复合材料瞬间液相扩散连接接头的组织与力学性能

采用扫描电镜、能谱仪及电子拉伸试验机系统地研究了Cu,Ag作为中间层铝基复合材料瞬间液相扩散连接接头的组织与力学性能。根据组织结构特点接头可分为增强相偏聚区、增强相贫化区和母材区。增强相偏聚区的组织主要为Al2O3颗粒和铝合金基体，并含有汪量的MgAl2O4化合物，对于Cu中间层接头还含有少量的Al2Cu化合物。连接温度、连接时间和中间层厚度对接头抗剪强度具有较明显的影响。在一定条件下，Cu,Ag中间层接头的抗剪强度分别为82－99MPa和86－109MPa。增强相偏聚区是接头最薄弱的区域，减少增强相的偏聚是进一步改善接头力学性能的重要途径。     

铝基复合材料的Al-Cu合金中间层瞬间液相扩散连接

采用Al—Cu合金作为中间层研究了铝基复合材料(Al2O3p／6061Al)瞬间液相扩散连接接头的组织与力学性能。研究结果表明，在Al—Cu／A12O3p／6061Al接头中无明显的增强相偏聚区和增强相贫化区，且接头成分分布较为均匀；在Al—C。合金中间层厚度30μm、连接温度600℃、连接时间30min条件下，接头抗剪强度为130～140MPa,较Cu／A12O3p／6061Al接头抗剪强度提高45％。因此，采用Al—Cu中间层是改善铝基复合材料接头力学性能的有效途径。     

1420铝锂合金扩散焊工艺及中间层材料对接头性能的影响

研究了1420铝锂合金在一定工艺条件下，添加中间层金属进行真空扩散焊接的可行性，通过对接头显微组织、断口形貌、显微硬度和成分的测试与分析，发现在一定的工艺条件下，扩散焊接接头处原子扩散充分，形成了良好的冶金结合；采用铜中间层金属可以获得组织均匀的焊接接头；采用镍中间层能使接头处原子通过相互扩散形成金属间化合物强化相，可适当提高接头强度。     

扩散退火对2090-Ce铝锂合金组织和性能的影响

研究了含0．12％～0．15％Ce的2090合金铸锭扩散退火工艺参数对合金元素在晶粒内部的分布、合金板材力学性能及强化相的分布与形态的影响。研究结果表明，对于2090－Ce合金铸锭，采用350℃×10h＋500℃×16b的均匀化处理，可使板材最终固溶时效后的强度提高；采用450℃×10h＋500℃×10h＋520℃×6h的均匀化处理，可使板材最终固溶时效后的断裂韧度及伸长率提高。第一段和第三段均匀化温度越高，合金板材的强度越低。第一段均匀化温度越高或第二段均匀化时间越长，组织中的β′相越粗大。扩散退火工艺对2090－Ce合金板材固溶时效后的强化相δ′及T1的形态与分布能产生间接的影响。降低第一段的均匀化温度，可使组织中获得细小的δ′／β′复合相，但使T1相分布和尺寸不均匀；较高的第一段均匀化温度和较长的第二段均匀化时间可使δ′／β′复合相中的δ′包复层分解成细小的颗粒状，并使T1相粗化；较高的第三段均匀化温度除使T1根粗化外，并促使其沿晶析出，同时使δ′相减少。     

2195铝锂合金超声TIG焊的组织与性能分析

采用了普通TIG焊和超声复合TIG焊对2 mm厚度的2195铝锂合金进行了平板对接焊,并对两种焊接接头的显微组织和力学性能进行了研究. 结果表明,由于超声的作用效果,超声TIG焊的焊缝具有更加致密的组织,熔合区附近的等轴细晶区区域较宽;拉伸性能测试表明,超声TIG焊接头具有较高的拉伸性能,接头强度系数比普通TIG焊提高6.7%,断后伸长率提高1.36%,拉伸接头均断裂在热影响区硬脆的晶界相内,显微硬度测试表明超声TIG焊接头受热影响软化区域较窄.     

Zn对2195铝锂合金显微组织和拉伸性能的影响

研究了Zn对2195铝锂合金在不同热处理状态(T8，T6)下的显微组织和拉伸性能的影响。结果表明：Zn的存在明显促进了T1相的析出和弥散分布，而且有球形颗粒状含Zn相析出，使合金强度提高：但Zn的加入不改变2195合金的断裂机制，且使合金塑性略有下降。     

结构铝锂合金

在苏联的合金1420已给工业上广泛应用铝锂合金奠定了基础。在1960～1965年,和发现了具有较大的热处理强化效应的Al-Li-Mg系的合金有很宽的浓度区 (见图     

高强铝锂合金的搅拌摩擦焊工艺研究

研究了不同焊接工艺参数下高强铝锂合金搅拌摩擦焊接头的力学性能、断口形貌及显微组织。接头强度和伸长率均随焊速的增加先增加后减小，在焊速为200mm/min时，接头强度最高，接头强度系数为67％；伸长率也最高，达14.4％。经过时效处理接头强度系数提高到72.5％。分别对强度最高和最低的接头断口形貌、显微组织进行对比，分析两个参数下接头强度不同的原因。     

铝锂合金FSW焊接接头性能

研究2060铝锂铝合金FSW焊接接头性能,采用光学显微镜、SEM等手段分析2060铝锂合金的微观组织、拉伸性能、显微硬度、断口形貌等性能,结果表明:在用FSW焊接2060铝锂合金过程中,当转速升高时,焊核区硬度升高;当焊速升高时,焊核区硬度基本不变,但热影响区硬度最低点向远离焊核区中心的方向移动;较高的焊接速度下(200 mm/min),随转速增加,接头强度逐渐升高,强度系数最高可达到89%;在较低焊接速度下(80 mm/min),随转速的增加,接头强度最高可达母材的87%,延伸率为10%;当转速较低时,断口呈层状结构;当转速较高时,断口出现小的韧窝。     

镓中间层1420铝锂合金扩散连接界面组织与性能

采用机械加压的方法,在大气环境下开展镓中间层1420铝锂合金扩散连接试验;通过光学显微镜、扫描电镜和剪切强度试验等方法,研究了温度、压力、时间3个参数对界面组织和接头性能的影响规律。结果表明,温度越高,压力越大,时间越长,形成的界面组织越好,接头性能越高,且接头剪切断口形貌表现为越来越多的撕裂带,其规律与普通扩散连接相同。当温度520℃、压力11MPa、时间1h时,接头剪切强度达到81.6MPa。随着温度的增加和时间的延长,在界面附近形成了越来越宽的镓分布层,表明中间层镓沿晶界向母材的扩散距离越来越大,反映出原子扩散进行的越来越充分。但压力对此影响不大。     

基于人工神经网络预测铝基复合材料瞬间液相扩散的接头性能

非连续增强铝基复合材料的瞬间液相（TLP）扩散焊的焊接工艺与其接头力学性能之间具有很强的非线性关系，人工神经网络是解决非线性映射关系的一种有效手段。本文以Al2O3p／6061Al的TLP扩散焊（用Cu箔作中间层）焊接工艺与接头抗剪强度的关系为研究对象，在Matlab语言环境下，以正交实验数据作为训练和预测样本，用5节点的单隐含层BP型神经网络进行了预测。结果表明：正交实验和人工神经网络相结合来预测铝基复合材料的TLP扩散焊接头性能是有效的，切实可行的。     

铝基复合材料瞬间液相扩散焊接(TLP)接头金相组织

~~铝基复合材料瞬间液相扩散焊接(TLP)接头金相组织$哈尔滨工业大学焊接生产技术国家重点实验室!150001@许志武 $哈尔滨工业大学焊接生产技术国家重点实验室!150001@闫久春 $哈尔滨工业大学焊接生产技术国家重点实验室!150001@于捷     

基于人工神经网络预测铝基复合材料瞬间液相扩散焊的接头性能

非连续增强铝基复合材料的瞬间液相(TLP)扩散焊的焊接工艺与其接头力学性能之间具有很强的非线性关系,人工神经网络是解决非线性映射关系的一种有效手段。本文以Al2O3p/6061Al的TLP扩散焊(用Cu箔作中间层)焊接工艺与接头抗剪强度的关系为研究对象,在Matlab语言环境下,以正交实验数据作为训练和预测样本,用5节点的单隐含层BP型神经网络进行了预测。结果表明:正交实验和人工神经网络相结合来预测铝基复合材料的TLP扩散焊接头性能是有效的,切实可行的。     

铝锂合金的真空电子束焊接工艺及其接头组织与性能

采用真空电子束焊工艺焊接2090铝锂合金,并对获得接头进行拉伸强度、显微硬度等力学性能测试,时接头的金相组织、拉伸断口进行观察分析.结果表明,在电子柬流为8 mA,采用圆形扫描方式.焊接速度为1 000 mm/min的工艺条件下,获得的接头的力学性能最佳.接头微观分析显示,焊缝金属为细小等轴晶组织,在晶内均匀分布有数量...     

2195-T8铝锂合金搅拌摩擦焊接头组织与力学性能

对8 mm厚度2195铝锂合金进行了搅拌摩擦焊平板对接焊试验,利用光学显微镜和扫描电镜观察分析了焊接接头的显微组织和断口形貌特征,并对接头常温、低温拉伸性能和显微硬度进行了测试。结果表明,接头整体上宽下窄,呈V字形,由焊核区、热力影响区、热影响区和轴肩影响区组成;-196 ℃条件下,接头抗拉强度及断后伸长率分别达到母材的71.8%,53.8%;焊件的硬度分布形貌均呈W状,其中焊核区微观硬度最高,热影响区微观硬度最低;接头断裂位置均位于热影响区附近,断裂特征属于典型的韧性断裂。     

2060铝锂合金填充ER4047焊丝激光焊接接头组织性能研究

利用光纤激光填充ER4047焊丝对2060铝锂合金进行了对接试验,研究了焊缝形貌和组织特征、合金元素微观偏析、二次相析出、焊缝的力学性能等,分析了其相互关系。结果表明,合理的焊接工艺下焊缝成形良好,沿熔合线分布着非常细小的等轴晶,焊缝中心为大量的等轴树枝晶,柱状晶区域比较窄;焊缝存在较为严重的微观偏析,主要的合金元素Cu、Mg、Si等集中分布在晶界处,Al元素在晶间含量较少;主要强化相T1(Al_2CuLi)在焊缝中几乎全部消失,并有一定数量的TB(Al_7Cu_4Li)相析出;填充ER4047焊丝的焊缝晶间存在大量的共晶体,较多的Mg_2Si及Al_xCu_yMn_(1-x-y)二次相等;热影响区(HAZ)中晶粒和二次相尺寸变大,并有θ'(Al_2Cu)、TB及未溶解的T1(Al_2CuLi)等相共存。最佳工艺下接头的性能测试发现,焊缝区的硬度(HV)最小,平均为986 MPa,约为母材硬度的65%;接头抗拉强度达到了354 MPa,伸长率为4.9%,分别为母材2060合金的67%和40.8%。焊缝区是接头的最薄弱环节,拉伸断裂优先发生于焊缝下部的粗大的等轴晶区,沿晶界逐渐向上扩展,最终沿柱状晶区断裂,断口表现为韧窝聚集型沿晶断裂。     

前后处理工艺对铝锂合金热压扩散连接质量的影响

分析了铝锂合金热压扩散连接过程中,连接前材料表面状态对扩散连接的航连接后的时效强化机理,并通过实验找出热压妆前后处理的切实有效的工艺方法,从而可使材料表面在热压连接之前达到较高的洁净度物适当的粗糙度,为铝锂合金的扩散连接创造了比较有利的条件;并且 ,通过固溶处理可以大大提高了铝锂合金提高扩散连接头的强度,研究说明前后处理工艺是热压扩散连接中非常重要的一项内容。