镁合金电阻点焊凝固裂纹机理

为了获得高性能的镁合金电阻点焊接头,利用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪研究了点焊接头裂纹的形成机理.结果表明,结晶裂纹的形成,主要与Al和Mn元素偏析造成的晶间低熔点液态薄膜,以及冷却过程中产生的拉伸应力有关.点焊参数(热输入)对熔核结晶裂纹敏感性有很大的影响.热输入增加将增大由熔核收缩引起的拉伸应力,增加原子偏析浓度进而降低液态薄膜熔点,以致于延长拉伸应力的作用时间.因此,应该选择相对低的热输入来降低点焊接头的凝固裂纹敏感性.     

镁合金电阻点焊接头中的缺陷

研究了新型轻质镁合金在电阻点焊中的主要缺陷,分析了焊接缺陷的形貌特点、形成原因和危害,为提高镁合金点焊接头质量提供了依据.结果表明,在镁合金电阻点焊接头中的裂纹为结晶裂纹,与电流特性、结晶时的应力状态和成分偏析有关;缩松和缩孔的产生主要与焊接过程中金属热膨胀及焊接后期锻压力大小有关;电极粘附和焊接喷溅是镁合金点焊中最常见的缺陷,产生的主要原因是电极与工件以及工件与工件界面处局部过热造成的.     

镁合金电阻点焊液化裂纹机理研究

为了获得高性能的镁合金电阻点焊接头,利用体视显微镜、扫面电镜等设备研究了点焊接头热影响区裂纹的形貌,并研究了裂纹的形成机理及控制方法.结果表明,热影响区裂纹属于液化裂纹,其出现在紧靠点焊熔核的热影响区,并且能够扩展到点焊接头的表面,它可能是由结晶裂纹在熔核边缘产生的应力集中引起的.液化裂纹的形成主要与低熔点液化膜(由低固溶度的原子扩散到熔化的晶界而形成)和冷却过程中产生的拉伸应力有关.应该选择相对低的热输入(即相对小的焊接电流、短的焊接时间或者高的电极压力)来降低热影响区液化裂纹敏感性.     

镁合金电阻点焊内部喷溅产生的原因分析

在电阻点焊过程中喷溅的产生直接降低焊接接头的强度,因此是最不希望出现的焊接缺陷.文中引入基于显微接触理论的接触电阻模型,通过轴对称有限元模型分析了镁合金电阻点焊过程中的温度场分布及塑性变形过程,以揭示内部喷溅产生的原因.结果表明,由于AZ31镁合金高热导率、低熔点、低比热容和大的线膨胀系数,焊接中需要采用大电流短时间的强参数焊接,所以相对于铝合金和钢铁来说,喷溅在镁合金焊接中更容易发生.内部喷溅产生的原因主要与金属熔化导致熔核内部压强增大相关,增加的压力致使周围的塑性环产生缺口,保护液态金属冲破周围固态金属的束缚,形成喷溅.     

镁合金电阻点焊接头断裂行为的有限元分析

综合考虑熔核尺寸、工件翘曲变形、电极压痕等因素建立了三维弹塑性有限元模型,分析了镁合金电阻点焊接头的应力、应变场分布特点,以揭示焊点断裂产生的原因.结果显示,由于电阻点焊接头在受力时熔核是主要的承栽部位,在熔核边缘与板缝结合处由于几何非线性和材料的非线性将出现应力集中,这是点焊接头受力时最薄弱的环节,裂纹从这里萌生,沿熔核边缘高应力区扩展.镁合金点焊接头断裂均为沿焊点熔核的纽扣形撕裂,断裂属于韧性断裂.     

6082-T6铝合金双丝MIG焊接头裂纹的研究

采用扫描电镜和能谱仪等方法分析了6082-T6铝合金双丝MIG焊焊接接头裂纹的形貌以及形成机制。研究结果表明,双丝MIG焊焊接接头中裂纹主要是热裂纹,裂纹位于焊缝中部,沿焊缝中心长度方向开裂;裂纹断口表面密排着由枝晶端头组成的颗粒状凸起,枝晶的凸起处圆滑并且无损伤痕迹;裂纹产生的原因主要在于焊接过程中成分偏析导致发生共晶转变,在晶界处形成α-Al-Mg2Si低熔点共晶液态薄膜状组织和6082-T6铝合金有高的线膨胀系数,焊缝金属在凝固过程中产生极大拉伸应力。     

AZ31B镁合金/镀锌钢板电阻点焊接头形成机理

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,通过光学金相、扫描电镜等方法分析接头各区域的组织结构和成分分布.提出了镁锌低熔点化合物挤压机制,分析了Zn元素在镁合金和镀锌钢板电阻点焊中的作用.结果表明,Zn与Mg元素形成的低熔点化合物MgZn₂在电极压力的作用下能填满由于焊接变形引起的间隙,使反应界面密封,促进Fe,Al元素在界面发生处扩散,Fe与Al元素在界面处发生反应生成Fe₂Al₅化合物,从而形成高强度的镁合金与镀锌钢板的电阻点焊接头.     

AZ31镁合金激光焊件的力学性能和应力腐蚀行为

采用Nd-YAG激光对AZ31 HP镁合金进行激光自熔焊接。显微组织分析表明,使用或不使用填料（焊料）AZ61镁合金得到的激光焊接接头的平均晶粒尺寸大约为12μm,显微硬度和拉伸强度与母材相近。然而,慢应变速率拉伸表明,在ASTM D1384溶液中两种焊接接头的抗应力腐蚀性能比母材略差。可观察到应力腐蚀裂纹在焊缝金属萌生并向热影响区（HAZ）扩展。然而,在以AZ61镁合金为填料（焊料）获得的焊接接头中,观察到裂纹起源及扩展出现在热影响区（HAZ）。在慢应变速率拉伸试验中,由于试样表面暴露在腐蚀环境中,在氢氧化镁/氧化镁层形成局部损伤,从而导致应力腐蚀裂纹的生成。     

电极形状对AZ31镁合金点焊接头质量的影响

采用球面电极-平面电极和锥电极-锥电极焊接1 mm的AZ31镁合金,研究了不同电极形状焊接条件下,焊接电流、焊接时间对点焊接头的抗剪切力和焊点结晶形态的影响规律,分别确定了球面电极-平面电极和锥电极-锥电极焊接AZ31镁合金的最佳工艺规范.研究了电极形状对AZ31镁合金焊点中裂纹等缺陷的影响,对比分析了最佳工艺条件下,两种电极形状点焊接头的质量.结果表明,电极形状对镁合金焊点的抗剪切力及熔核结晶形态有显著影响,采用锥电极-锥电极可明显减少焊接缺陷的产生,获得更均匀的等轴晶熔核,有效地提高AZ31镁合金的焊点强度.     

铝合金电阻点焊电极延寿技术的研究

在铝合金点焊过程中,接头强度的波动、表面成形差、表面清理工艺复杂、飞溅多以及电极使用寿命短等问题都影响了铝合金点焊工艺的推广,而电极烧损又是导致这些问题的主要原因.以实验为基础探讨了铝合金电阻点焊时电极发生烧损的机理及其影响因素,为进一步解决电极烧损问题提供了一些理论依据.通过实验寻找一种较好的能涂敷在铝合金表面的物质,这层物质涂层能有效提高点焊铝合金时铜电极的使用寿命.