热补偿电阻点焊镁合金接头的性能

采用热补偿电阻点焊方法进行焊接镁合金板试验,并分析了焊接电流、焊接时间及电极压力等焊接参数对生成熔核的尺度与接头抗剪强度的影响。试验结果表明,采用热补偿电阻点焊方法焊接镁合金,能在较低的焊接电流条件下获得具有较大熔核及较高抗剪强度的点焊接头。因而,采用热补偿电阻点焊方法焊接镁合金是有效的。     

铝合金电阻点焊热声场研究

电阻点焊是电阻焊技术的重要组成之一,该工艺具有能量集中、生产效率高、易于实现自动化等特点,是一种不可或缺的材料加工方法,被广泛应用于多个领域.点焊工艺又是一个电、热、力等多因素耦合的复杂过程,工艺过程非常短,而且熔核无法直接观测,增加了对其进行有效地质量检测的难度.目前,超声波等多种检测技术取得了一定的效果,但仍存在诸多不足.本文依据热声理论,研究铝合金电阻点焊的熔核尺寸与热声场规律,为进一步利用热声效应反演熔核尺寸信息做好铺垫,从而可以以此熔核信息来判断焊点质量,为电阻点焊质量检测提供新的途径.在热声理论的基础上研究了铝合金电阻点焊熔核尺寸与热声发射之间的关系,并且利用Matlab软件编程计算,模拟了不同形状尺寸点焊熔核的热声发射情况.结果表明:随着熔核半径的整体增加,工件表面热声压幅值呈上升趋势;熔核不同方向的热声压幅值随着该方向上熔核半径的增大而逐渐降低.     

铝合金电阻点焊的熔核形成过程

点焊过程中熔核形成过程对焊接结构的强度和耐用性具有非常重要的影响.文中采用高速摄像技术研究了焊接电流和电极压力对铝合金电阻点焊形核过程的影响.结果表明,铝合金电阻点焊熔核首先在工件/工件接触面中心处形成,然后沿着水平方向生长,同时垂直方向也有少量的生长,一直扩展到电极头端面直径.熔核尺寸在点焊前80 ms时迅速长大,120 ms后基本保持不变,表明过长的焊接时间是没有必要的.随着电极力的增加,工件会经历较大的塑性变形,导致没有熔核形成.因此常规点焊时,不应采用过高的电极压力.     

铝合金电阻点焊过程数值模拟

根据弹塑性理论和接触理论,建立了锥台形电极条件下铝合金电阻点焊预压接触分析的轴对称有限元模型,模型考虑了相变潜热等影响因素。模拟结果表明:锥台形电极条件下,熔核首先在工件接触面靠近轴心部位形成。在历时30ms时熔核径向尺寸已接近其实际尺寸,在随后的焊接过程中,径向尺寸扩展缓慢,主要扩展熔核的轴向尺寸。     

纯钛/铝合金A6061电阻点焊接头性能

采用电阻点焊焊接纯钛与铝合金A6061,探讨焊接电流、焊接时间与电极压力对熔核尺寸和接头抗剪力的影响,观察分析接合界面微观组织特征。接头熔核直径随焊接电流增大而增大,而抗剪载荷随焊接电流的增加先上升后下降趋势变化;而接头随焊接时间的延长、电极压力的减小,熔核直径和抗剪载荷而增加。焊接时间为25 cyc时所得接头的抗剪载荷最大,约为7.6 kN。结果显示母材铝合金中Si能抑制界面金属间化合物的生成,改善接头性能。     

异种铝合金电阻点焊接头的组织及性能

采用电阻点焊工艺对厚度为2 mm的5182铝合金和5754铝合金进行搭接焊,并使用金相显微镜观察其显微组织特点,使用拉伸试验机和维氏显微硬度仪测试焊接接头的力学性能。结果表明,焊接接头由3个典型区域组成：母材区、热影响区和熔核区;熔核区主要由边缘柱状晶和中心等轴晶组成,中心等轴晶区体积约占整个熔核区的90%。5182铝合金侧的热影响区出现较多大颗粒析出物,并出现液化裂纹,5754铝合金侧的热影响区无明显的析出物与液化裂纹产生。焊接接头的断裂形式为纽扣型断裂,均为 5754铝合金侧的熔核被剥离。熔核中柱状晶区硬度高于等轴晶区,位于两种铝合金侧的热影响区硬度均高于其对应的母材硬度。     

铝合金电阻点焊的形核特点

在铝合金的电阻点焊过程中，由于接触电阻具有随机性和分布不连续的特征，而且铝合金材料本身具有优良的导电、导热能力，这使得其点焊的形核过程具有独特的特点。文中采用数值模拟与试验研究相结合的方法对铝合金点焊形核过程进行了分析研究。研究结果表明，铝合金点焊的形核过程与低碳钢等材料的形核过程显著不同，它可以分为以下三个阶段：随机形核阶段、扩展融合阶段和熔核增厚阶段。文中详细介绍了每个阶段的特点和规律。特别是在工频交流焊接的情况下，前两个阶段一般在第一个半波内就已经完成，因此第一个半波对铝合金点焊的焊接质量起着决定性作用。结合这些特点和规律对铝合金点焊的控制提出了一些有价值的建议。     

电极形状对异种不等厚铝合金电阻点焊接头形貌的影响

为了准确预测异种不等厚铝合金电阻点焊熔核尺寸及表面形貌,本文综合考虑电阻点焊过程中电极与工件、工件与工件间接触面积的动态变化以及材料力学性能对接触电阻的影响,建立了较为完善的电阻点焊有限元模型,研究异种不等厚铝合金电阻点焊熔核形成机理以及电极圆角半径对接头形貌的影响规律.结果表明:熔核最先在焊点边缘形成,然后向中心扩展...     

A6061铝合金与Q235钢电阻点焊接头组织与性能

采用热补偿电阻点焊方法对A6061铝合金与Q235低碳钢进行焊接,探讨了焊接电流、电极压力对接头熔核尺寸和抗剪力的影响,观察分析了熔核界面区反应物形貌及分布等微观组织结构特征。试验结果表明,A6061铝合金与Q235低碳钢采用热补偿电阻点焊方法能在较低的焊接电流条件下获得具有较大熔核与较高抗剪力的点焊接头;接头熔核直径及抗剪力随焊接电流、电极压力的增大而增大;无飞溅条件下接头最大抗剪力为4.25 kN,对应的焊接电流为17.5 kA;接头界面处生成了主要由Fe2Al5和FeAl3构成的金属间化合物层。     

电阻点焊接头熔核面积的预测

以电阻点焊接头表面的数字图像作为信息源,探索了一种新的点焊接头质量无损检测方法。首先通过图像特征分析,将焊点表面图像划分为三个特征区域,提取三个同心圆的面积作为表征接头熔核面积的特征参量。其次,以提取的特征值作为输入向量,以接头横截面处的熔核面积作为评判标准,建立点焊接头熔核面积的SVM(支持向量机)等级分类模型。实验结果表明,该模型可以有效地对熔核面积进行预测分类,实现了对电阻点焊接头质量的无损评判,经验证其准确率可达96.667%。     

铝合金与不锈钢电阻点焊接合界面区的组织特性

采用热补偿工艺垫片电阻点焊法对铝合金A5052与不锈钢SUS304异种材料进行了焊接．通过电子显微镜对接合界面区进行了观察，并分析了所生成反应物的微观结构及分布等组织特性．结果表明，一锯齿状反应层在接合界面生成，其主要由Fe2Al5和FeAl3组成；反应层厚度随焊接电流以及界面上位置的变化而变化．另外，在界面附近的铝合...     

铝合金电阻点焊接头缺陷的搅拌摩擦修复

针对铝合金电阻点焊极易产生裂纹、缩孔等缺陷的问题,提出了基于无针搅拌摩擦热力耦合效应修复铝合金电阻点焊接头缺陷的方法.通过改变搅拌头转速和摩擦停留时间等参数,研究了热力耦合效应对裂纹及缩孔缺陷的修复效果和影响规律.结果表明,在合适的搅拌摩擦工艺下,单面处理可实现熔核内条型裂纹的修复,但缩孔缺陷仍然存在,性能没有明显改善;双面下冲处理能有效修复熔核内条型裂纹及缩孔缺陷,接头断裂方式为脆性断裂,最大拉剪力从3.20 kN增加到6.14 kN,证明搅拌摩擦热力耦合效应修复铝合金电阻点焊接头缺陷的方法是可行的.     

Interfacial characterization of resistance spot welded joint of steel and aluminum alloy

The dissimilar material resistance spot welding of galvanized high strength steel and aluminum alloy had been conducted. The welded joint exhibited a thin reaction layer composed of Fe2Al5 and Fe4Al13 phases at steel/aluminum interface. The welded joint presented a tensile shear load of 3.3 kN with an aluminum alloy nugget diameter of 5.7 ram. The interfucial failure mode was observed for the tensile shear specimen and fracture occurred at reaction layer and aluminum alloy fusion zone beside the interface. The reaction layer with compounds was the main reason for reduction of the welded joint mechanical property.     

大电阻介质下的铝合金电阻点焊

在介绍大电阻介质材料的制备及其在铝合金点焊中的应用方法的基础上,以LF21防锈铝合金点焊为例,经金相试样分析及扫描电镜分析,对比研究了在不同的焊接电流下,应用介质材料与未应用介质材料时的熔核形貌、缺陷及组织.结果表明,未加入大电阻介质的点焊熔核均出现气孔和未熔合缺陷;而加入大电阻介质,形核效果良好,有个别小气孔但未出现影响焊点力学性能的未熔合缺陷.此外,加入大电阻介质降低了对焊件表面质量的要求,从而提高了铝合金点焊质量的稳定性;可降低焊接电流,导致较低的电极温度从而提高了电极寿命.     

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.     

铝合金与低碳钢的夹层电阻点焊接头特性

以钎料Al86Si6Mg8薄带为中间层对铝合金A6061与低碳钢Q235进行了点焊,观察分析了接合界面区反应层形貌及分布等微观组织结构特征,探讨了焊接电流、焊接时间与电极压力对熔核尺寸和接头抗剪力的影响。接头熔核直径与抗剪力随焊接电流、焊接时间的增加而增加,随电极压力的增大而降低,在19 k A的焊接电流条件下获得接头的抗剪力达到5.2 k N。试验结果表明,夹层的使用起到了抑制界面反应层生长和提高接头性能的效果。