镁-铝异种金属冷金属过渡连接焊接性分析

通过CMT(Cold Metal Transfer)冷金属过渡焊接的工艺对镁(AZ31B)-铝(6061)异种金属焊接性进行了研究,试验中选用AZ61,4043焊丝、采用热镀锌钢板HDG60作为过渡金属,分别用于镁-钢、铝-钢侧焊接,选取合适的焊接工艺参数,使其间接实现了镁-铝异种金属连接的目的。研究得出：使用这种方法可以形成镁-钢熔钎焊焊接接头,铝-钢熔钎焊焊接接头组成的复合接头;同时冷金属过渡焊接可以通过保持较低焊接热输入从而降低界面反应层的厚度;而且镀锌钢板中间过渡层的使用也避免了镁-铝直接焊接时形成的脆性金属间化合物,如Al3Mg2,Mg17Al12等。采用该方法连接的镁-铝异种金属焊接接头的抗拉强度超过180 MPa,并且有较好的断后伸长率,相比铝镁异种金属CMT直接焊接,性能得到很大的改善,因此使用镀锌钢板中间过渡层的使用实现铝镁异种金属之间的连接是一种行之有效的方法。     

镁-裸钢板异种金属冷金属过渡熔钎焊连接机理

以AZ61镁合金焊丝为填充材料,对AZ31B镁合金/Q235裸钢板进行冷金属过渡熔钎焊试验研究,分析不同工艺参数对焊缝成形和力学性能的影响. 并通过分析焊接接头微观组织及其元素分布状况来研究其连接机理. 研究结果表明:随着送丝速度的增加,接头最大抗拉载荷先升高后降低,当焊缝宽度较大时,断裂易发生在镁的热影响区,其最大抗拉载荷可达6 kN以上;焊缝及镁合金中的Al原子通过焊接过程扩散到界面上形成很薄的Fe-Al相反应层,从而实现了镁、裸钢板的有效连接.     

钛/铝异种金属冷金属过渡增材制造

采用TC4和ER2319焊丝直流/变极性冷金属过渡实现异种金属电弧增材制造,通过金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、能谱、硬度试验、纳米压痕以及拉伸试验等方法对钛/铝构件界面组织特征与力学性能进行分析.结果表明,在钛合金表面堆积铝合金时,只有少量的钛合金熔化,钛原子扩散到液态铝合金中,形成不同长度的TiAl₃金属间化合物.10 μm左右的反应层在钛/铝界面形成.邻近钛侧的反应层均匀连续,靠近铝合金一侧的反应层呈现长条状或块状.界面反应层的显微硬度介于钛合金和铝合金显微硬度之间.构件的最高抗拉强度为111 MPa.     

镁/钛异种金属冷金属过渡焊接的温度场模拟

利用ABAQUS有限元软件建立镁/钛异种金属搭接接头的有限元模型,对镁/钛异种金属冷金属过渡焊接过程的温度场进行模拟,分析温度场的变化规律,并通过试验验证模拟结果的准确性.比较了不同送丝速度下温度场的变化规律,并对特征点的显微组织进行比较.结果表明,镁、钛两侧的温度场呈不对称分布.距离焊缝中心相同的两点,镁板侧试件温度上升较快,达到的峰值温度比钛板侧高,且下降速度也快.随着送丝速度的增加,峰值温度变高,达到钛板的熔化温度,钛的熔化量也就随之增加,镁钛连接界面有较好的结合.     

铝/钛异种金属冷金属过渡熔钎焊接头分析

以ER4043的铝焊丝对6061铝合金和TA2纯钛进行CMT熔钎焊,采用金相显微镜、扫描电镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)分析了焊接接头的微观组织特征,并通过拉伸试验对接头进行了力学性能的评定. 结果表明,焊接接头具有熔焊和钎焊双重性质:铝母材局部熔化,与熔化的焊丝金属混合后凝固形成焊缝;而没有熔化的钛母材通过Ti原子的扩散与焊缝金属形成金属间化合物结合层的钎焊界面. 钎焊界面处反应层可分为靠近钛板一侧的连续层Ti₃Al和向焊缝内部生长的锯齿状的反应层TiAl₃. 当钛板坡口角度为30°时,钎焊界面化合物生长均匀良好,接头会断裂在铝母材的热影响区,最高抗拉强度达到197.5 MPa.     

Al6061/TA2异种金属冷金属过渡焊接性分析

以AlSi₅ 焊丝对6061铝合金和TA2纯钛进行CMT熔钎焊,采用SEM,EDS分析焊接接头的微观组织特征,并通过拉伸试验对接头进行力学性能评定.结果表明,焊接过程稳定,焊缝成形美观.所得到的焊接接头具有熔焊和钎焊两部分,其中局部熔化的铝母材与熔融的焊丝混合后形成焊缝,焊缝金属与微熔的钛母材形成三个钎焊界面.钎焊界面主要成分为TiAl₃金属间化合物,其厚度较薄.此外,界面附近还有一些随机分布的棒状的TiAl₃金属间化合物.焊接过程中,随着焊丝偏移量的增加,焊缝力学性能提高.参数优化后的接头抗拉强度较高,且断裂在铝热影响区.     

汽车用镁/钢异种金属冷金属过渡点焊工艺特性

采用冷金属过渡的方法对AZ31B变形镁合金和镀锌钢板进行搭接点焊试验,运用正交试验法优化工艺参数,同时利用光学显微镜、扫描电镜和万能拉伸试验机对焊接接头的微观组织和力学性能进行研究.结果表明,运用冷金属过渡方法能够获得成形美观和性能良好的焊接接头;工艺参数显著性顺序为镀锌钢板孔径大小、送丝速度、点焊时间;接头为典型的点熔钎焊接头,由钎焊结合区和熔焊结合区组成;接头的抗拉剪载荷可达3.12 kN,远大于相同尺寸下镁镁点焊试样的抗拉剪载荷,接头的断裂方式为剪切型断裂和撕裂型断裂.     

钛/铜异种金属连接技术研究进展

分析了钛/铜异种金属焊接存在的问题,介绍了钛/铜异种金属连接技术的研究现状,主要涉及钎焊、摩擦焊、爆炸焊、扩散焊及电子束焊等方法,同时指出这些焊接方法的特点、最新进展及适用性。对于推动钛/铜异种金属焊接的科学研究及工程应用具有重要意义。     

镁-铜异种金属连接技术研究进展

对比镁和铜的物理化学性质,结合镁-铜二元合金相图,分析镁-铜异种金属焊接存在的问题,介绍了镁-铜异种金属连接技术的研究现状。镁-铜搅拌摩擦焊是通过塑性流动和原子扩散实现连接,不易形成金属间化合物;扩散焊和钎焊通过控制焊接工艺参数控制金属间化合物的组织结构和厚度;镁-铜TIG焊通过中间金属来控制金属间化合物的生成和生长;冷金属过渡焊接技术可以通过控制热输入来控制铜的熔化和扩散,进而控制金属间化合物的生成和生长,实现镁-铜的熔钎焊。严格控制焊接工艺参数,加入中间层,采用低热输入等方法可以实现镁-铜的优质连接。     

异种金属真空热轧连接技术

0前言真空热轧连接是在真空中进行的依靠焊接材料在温度和压力作用下发生共同的塑性变形而破除其表面氧化膜并形成连接的一种固相连接方法。真空热轧连接是制造双金属或多层金属复合板最有效的方法之一。真空热轧连接的整个过程(加热、轧制、轧制后产     

铝/钢异种金属先进连接方法研究进展

论述了铝/钢连接难点与各类连接方法的发展现状,并着重介绍了铝/钢电阻点焊中优化电极、加中间层、热补偿垫片法3种主要的提高接头性能的方法及前沿的一些尝试。另外针对电阻点焊过程的检测与数值模拟也做了简要概括。最后,针对目前铝/钢电阻点焊研究尚且存在的一些问题进行了展望。     

Al-Si焊丝Al/Cu异种金属冷金属过渡熔钎焊接头显微组织与性能

利用A1Si_5焊丝作为填充材料对6061铝合金和T2纯铜进行冷金属过渡(Cold Metal Transfer,CMT)熔钎焊。通过拉伸试验评定搭接接头力学性能并采用SEM,EDS分析搭接接头的微观组织及化学成分,利用XRD进一步确定了钎焊界面产物。研究结果表明:送丝速度在6.5~7.5 m/min焊接时,焊接过程稳定,焊缝成形美观。搭接接头主要断裂在钎焊面处,最大拉剪载荷为154 N/mm。钎焊界面产物主要为CuAl,CuAl_2,厚度在150μm左右,显微硬度在400 HV0.1左右。钎焊界面处形成的脆硬金属间化合物是铝铜搭接接头断裂于钎焊面处的主要原因。     

铝镁异种金属连接研究现状

本文综述了近年来铝镁异种金属焊接的最新研究方法和现状,着重介绍了每种连接方法的特点、工艺要素和接头的力学性能,最后展望了铝镁异种金属连接的发展方向。     

陶瓷与金属异种材料连接技术研究现状

陶瓷与金属的连接构件可充分互补其各自性能上的不足,改变了单一的复杂陶瓷零件成型困难与使用过程中抵抗冲击载荷能力差的现状。连接方法降低了陶瓷与金属的连接构件的制造成本,在众多领域上有潜在的应用前景。其相应的连接方法包括钎焊连接、自蔓延高温合成连接和固相扩散连接等。以五种常见的陶瓷为例,分析了陶瓷与金属连接的难点,对陶瓷与金属异种材料的连接现状进行了论述。重点介绍了陶瓷与金属的连接机理、工艺特点及研究现状,并对发展趋势进行了展望。     

激光滚压焊技术在异种金属连接中的应用

近来铝合金/钢、铝合金/钛合金等异种金属的连接在汽车等行业越来越受到重视。但是采用熔化焊来连接异种金属非常困难,同时扩散焊的效果也不很理想,主要是因为焊接过程中在界面处会产生较多的脆性金属间化合物。因此,急需一种高可靠性、高效率的新工艺对此类异种材料进行高质量的连接。激光滚压焊正是针对这一需求而开发的新型连接工艺。详细介绍了该工艺方法的提出背景、工作原理、界面上金属间化合物的特点以及所得到焊接接头的主要性能。     

金属/CFRP异种材料连接技术的研究进展及界面结合机理分析

碳纤维复合材料(CFRP)具有质轻高强、高模量和低膨胀优势,在“陆海空天”等领域应用潜力和需求极大.其中热塑性碳纤维复合材料(CFRTP)近年来快速发展,CFRP和CFRTP与金属结构件的连接技术受到国内外学者和工业界的广泛关注.文中综述了金属材料与CFRP连接的主要技术及界面的结合机理;对比分析了不同连接工艺的成形原理,总结了金属与CFRP连接界面的不同作用效果;结合发展现状及未来工程应用需求,对金属/CFRP高质量连接技术瓶颈的突破方向进行了展望.     

玻璃与金属连接技术研究进展

玻璃与金属连接技术已广泛应用于传感器的制造、包装及密封,因此研究玻璃与金属的连接有重要的科学意义和极大的工程价值。综述了玻璃-金属连接的基本问题:玻璃-金属连接的热应力与残余应力、玻璃表面的润湿及界面反应问题;较全面地介绍了几种连接工艺—匹配封接、阳极键合、钎焊、激光辅助连接、超声波摩擦焊、半固态连接及胶接;并提出了采用低温连接工艺来解决由于界面残余应力所引起的接头强度不高而失效是未来研究的重点。     

异种金属磁脉冲连接技术的研究与应用

磁脉冲连接是基于磁脉冲成形技术发展起来的一种固态连接技术,可实现难以获得熔化焊接头的异种金属材料的冶金连接.本文从磁脉冲连接技术的原理和特点出发,重点综述了异种金属材料磁脉冲连接接头强度及微观组织、工艺应用及设备的国内外现状,阐明了深入开展磁脉冲连接技术研究的重要意义.     

异种金属的焊接研究进展

本文对异种金属（铝-钢、铜-钢、钛-钢、Mg／Al、Ti／Al、Cu／Al）的焊接研究现状、异种金属的焊接应用、异种金属的焊接发展等方面进行了分析,希望对异种金属的焊接研究有所裨益。     

钛/铝异种金属扩散连接及其界面调控的研究进展

钛/铝复合构件具有轻量化、高强度、耐腐蚀等优势,使其广泛应用于新能源汽车、航空航天等领域。但是钛/铝之间的物理性能差异较大,且冶金反应容易生成如TiAl3,TiAl等脆性的金属间化合物,导致钛/铝异种金属接头性能下降。为了解决上述问题,基于扩散连接技术在异种金属连接方面变形小、无污染、冶金结合致密等优势,文中详细讨论了扩散连接技术在钛/铝异种金属连接上的应用,以及连接温度、保温时间、压力等焊接工艺参数、焊后热处理工艺、中间层对接头的影响。重点总结了工艺调控和添加中间层调控钛/铝接头的组织和性能。结果表明,工艺调控和添加中间层调控相结合可以最大限度的调控脆性金属间化合物的类型和降低金属间化合物的厚度。在此基础上,讨论了钛/铝异种金属扩散连接的发展趋势。