钛合金胶接点焊与电阻点焊接头性能对比分析

分别对1.5 mm厚的钛合金板进行胶接点焊和电阻点焊连接,获得了不同焊接电流下的胶接点焊和电阻点焊接头,从熔核的C扫描图像、接头的失效载荷和断口形貌等方面,对比分析了胶接点焊和电阻点焊的接头强度及失效样貌. 结果表明,通过观察A扫描信号的变化与C扫描图像的特征,能够很好的划分接头的热影响区、熔合区、熔核区以及检测出接头的熔核直径和焊接缺陷. 随着焊接电流(7.0～10.0 kA)的逐渐增大,接头熔核直径及失效载荷呈递增趋势;当焊接条件相同时,胶接点焊接头的熔核直径普遍大于电阻点焊接头,但接头的强度相当. 当电流在7.0～8.5 kA时,接头强度不足,熔核区的断口处出现大小不等的韧窝,呈现出韧性断裂特征;当电流为10.0 kA时,接头强度较高,主要呈现出韧性断裂与准解理断裂特征.     

DP590双相钢点焊接头力学性能的超声频域表征

采用超声波水浸聚焦入射法对不同焊接电流下1.5 mm厚的DP590双相钢点焊接头进行超声C扫描和超声A扫描,并对焊核中心的超声A扫信号进行快速傅里叶变换获得频谱图;使用材料试验机对点焊接头进行拉伸-剪切试验得到失效载荷;分析了点焊接头的失效载荷与超声A扫信号频谱图的关系。结果表明:根据焊核中心的超声A扫信号频谱图幅值峰值的变化规律来判断点焊接头力学性能的优劣。当A扫信号频谱图幅值峰值随焊接电流的增加而平缓增加时,接头的失效载荷呈递增趋势;当频谱图幅值峰值变化率陡增时,接头的失效载荷呈下降趋势,并且接头有焊接飞溅产生。     

镀锌钢-铝锂合金点焊接头的超声成像及力学性能分析

运用超声波水浸聚焦入射法对镀锌钢-1420铝锂合金异质板材点焊接头进行超声波C扫描成像检测,研究接头的C扫描图像特征,并对C扫描图像各特征部分的A扫描信号进行采集、分析;借助MTS材料试验机对试件进行拉伸-剪切试验,测试接头的力学性能。结果表明:超声波水浸聚焦入射法能有效地检测异质板材点焊接头的内部特征及飞溅等典型焊接缺陷;当其他焊接参数不变,焊接电流在9.5~11 kA范围内变化时,随着焊接电流的增加,接头的失效载荷从3448.7 N增大到4593.8 N;当焊接电流增大到11.5 kA时,接头出现严重飞溅,且其失效载荷下降到4339.1 N。     

SUS304奥氏体不锈钢板点焊接头的超声成像分析

利用超声波水浸聚焦入射法对1 mm厚的SUS304奥氏体不锈钢板点焊接头进行超声C扫描成像检测.分析了不同焊接工艺参数下的C扫描图像特征,甄别了飞溅、焊穿等典型焊接缺陷,并提取其对应的A扫描信号.基于C扫描图像对焊核直径进行了测量,并与焊核切口端面尺寸进行了比较.结果表明,基于超声波水浸聚焦入射法得到的C扫描图像,能有效观测焊核内部形貌特征.焊接电流超过8 kA,电极力小于2 700 N时,超声波C扫描图像中清晰反映出飞溅、焊穿等缺陷,其对应区域的A扫描信号与正常熔核区波形特征有明显差异;借助超声C扫描图像测得的焊核直径为4.39~5.25 mm.     

基于正交试验法研究DP590点焊工艺

通过正交试验法研究DP590冷轧板电阻点焊性能。以剪切载荷为评价指标,通过极差分析和方差分析,研究工艺参数影响点焊接头拉剪载荷的显著程度,并获得DP590冷轧板的最优工艺参数,测量接头的熔核直径并分析其失效模式,观察接头显微组织。结果表明,焊接电流对剪切载荷的影响最为显著,其次为焊接时间,电极压力影响较小;最优工艺参数为:焊接电流8.5 k A,焊接时间360 ms,电极压力3.6 k N;当焊接电流大于5.5 k A时,接头失效模式均为熔核剥离失效;熔核区显微组织为板条状马氏体和贝氏体,热影响区组织为细小马氏体。     

镁/钢异种金属电阻点焊工艺研究

采用电阻点焊对MB3镁合金和镀锌钢板进行了焊接,研究了焊接电流对镁/钢接头宏观形貌、微观组织及力学性能的影响。试验结果表明:镁/钢点焊接头熔核直径及压下率随焊接电流增大而增大,接头拉剪载荷随电流增大呈先增大后减小的趋势。当焊接电流为13 k A,焊接时间为10周波,电极压力为5 k N时,接头拉剪力达到最大值6.1k N,此时点焊接头表现为纽扣式断裂。Fe与Al在镁/钢界面处发生反应生成Fe-Al化合物,其显微硬度达到146 HV。     

薄钢板点焊接头超声信号分析

采用水浸超声聚焦直入射法对镀锌薄钢板点焊接头进行了质量评价。详细分析了点焊接头的A扫描信号、B扫描及C扫描图像特征,探讨了沿焊核直径B扫描评价焊点质量方法的可行性。研究结果表明,采用这种方法不但可以定性评价虚焊接头与完好接头,还可以定量计算出上下表面压痕深度及熔核直径。对比沿焊核直径B扫描图像与横截面的金相图像,两者吻合较好,证实了检测结果的准确性。     

SUS304不锈钢板点焊接头的超声成像及失效分析

利用超声波水浸聚焦入射法对1 mm厚的SUS304奥氏体不锈钢板点焊接头进行超声波C扫描成像检测,研究了不同工艺参数下获得接头的焊核直径与内部缺陷;借助于材料试验机及扫描电镜探究了接头力学性能与失效机理。结果表明:超声波C扫描能够有效地观测出点焊焊核直径,并能够甄别出焊穿、飞溅等典型焊接缺陷:当焊接电流为8 kA时,接头的平均失效载荷最大(9707.1N),而当电流增加至9 kA时,接头的平均失效载荷急剧下降到699.5N;焊接电流在4~8 kA时,接头断口处出现大小不等的韧窝,呈现出韧性断裂过程,少数试件的接头出现韧性断裂与准解理断裂过程;焊接电流为9kA时,接头主要呈现出韧性断裂与过烧沿晶断口。     

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。     

焊接电流对5052铝合金电阻点焊接头的性能影响

在电极压力、预压时间、通电时间和维持时间等焊接参数不变的条件下,焊接电流在14~23 k A内以1 k A间隔递增,制备10组试件。基于超声扫描无损检测和准静态力学破坏试验,分析各组接头的超声扫描图、拉剪载荷、失效模式、刚度和能量吸收值,研究焊接电流对5052铝合金电阻点焊接头性能的影响。结果表明,电阻点焊可以实现5052铝合金板材的有效连接;焊接电流为22 k A时,接头成形性较好,接头的拉剪载荷、刚度、能量吸收值等性能均较优。     

焊接电流及压力对QStE340TM电阻点焊接头性能的影响

对酸洗汽车用钢QStE340TM进行了一系列电阻点焊试验,对不同焊接电流及压力下焊接接头的形貌、拉剪强度和显微硬度进行了对比分析。结果表明,在焊接压力一定时,随着焊接电流的增大,点焊接头的熔核直径增大,接头热影响区的显微硬度降低,拉剪载荷先增大后减小;在焊接电流一定时,随着焊接压力的增大,熔核直径和拉剪强度呈减小的趋势,接头热影响区的显微硬度增大。     

点焊工艺参数对汽车用镁铝异种合金接头组织和性能的影响

采用电阻点焊实现了对镁铝异种金属的焊接,研究了焊接压力、焊接电流、焊接时间对Mg/Al点焊接头组织和力学性能的影响。结果表明,随着焊接压力、焊接电流和焊接时间的增加,Mg/Al异种金属点焊接头拉剪力先增加后减小;熔核晶粒尺寸随着焊接电流的增大、焊接时间的延长而增大;焊接压力7 k N、焊接电流40 k A、焊接时间100 ms时,Mg/Al异种金属点焊接头拉剪力达到最大值3.3 k N。     

铝合金/不锈钢电阻点焊工艺与接头性能研究

以钎料Al-Si12薄带为中间层对A6061铝合金与SUS304不锈钢进行电阻点焊,观察了接合界面区反应层微观组织形貌和分布特征,探讨了焊接电流、焊接时间和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18 k A的焊接电流条件下获得的接头抗剪力达到3.8 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。     

热补偿法对不等厚镁合金板点焊接头力学性能的影响

采用三相逆变电阻点焊机对不等厚镁合金板(1.0 mm+0.7 mm)进行点焊工艺试验,通过在薄板侧添加0.1 mm工艺垫片和未添加工艺垫片2种点焊工艺,研究焊接电流和焊接时间对焊接接头熔核直径及其力学性能的影响。结果表明:添加工艺垫板可减小焊接电流输入,提高点焊接头抗剪强度;在点焊电流13.3 k A,电极压力1.7 k N,焊接时间90 ms时,点焊接头最佳抗剪切力达1 936 N。     

钛/铝异种材料电阻点焊接头力学性能及显微组织

使用三相次级整流电阻焊机对2A16铝合金/TC4钛合金进行电阻点焊,研究了焊接过程中,工艺参数对力学性能的影响并确定了最佳工艺参数。通过金相显微镜观察了接头的显微组织特征。结果表明,随着焊接电流、焊接时间、电极压力的增加,接头的抗剪载荷呈现先增大后减小的趋势。当焊接电流为12 k A、焊接时间为24cyc,电极压力为5.5 k N时,接头的抗拉剪力最大值5.60 k N。铝合金侧熔核的显微组织为细小的柱状晶,在两板结合面出现少量粗大等轴晶,钛合金侧熔核的显微组织为粗针状马氏体。     

5052铝合金压印-电阻点焊复合连接可行性研究

为了提高压印连接接头的强度,改善电阻点焊对铝合金连接不稳定的问题,对5052铝合金压印-电阻点焊复合连接的可行性进行了探究性试验。在焊接时间和焊接压力保持不变的情况下,将焊接电流(23-27 k A)视为唯一变量,探究了焊接电流的最优值。利用超声波水浸聚焦入射法对复合连接接头的成形性进行了检测;使用MTS材料试验机对试样进行了拉伸-剪切试验,得到了压印-电阻点焊复合连接接头的最大静拉伸载荷、失效形式及能量吸收值。结果表明:压印-电阻点焊复合连接可以实现对5052铝合金接头的有效连接且接头形貌可以利用超声C扫描进行检测;在焊接时间和焊接压力不变的情况下,适当增大焊接电流,接头的最大静拉伸载荷和能量吸收能力均有所提高,焊接电流的最优值均为25 k A;当焊接电流继续增加,接头内部结构遭到破坏。     

新型双相高强钢点焊接头拉剪力学性能与组织分析

以新型双相高强钢为研究对象,采用不同的工艺参数进行正交试验,并对点焊接头进行拉伸测试,分析各因素对电阻点焊质量的影响;然后对点焊接头金相组织进行观察,分析新型双相高强钢点焊接头的失效模式和接头金相组织特征。结果表明,点焊接头抗剪载荷的最优工艺参数为:焊接电流8 k A,焊接时间15 cyc,电极力2k N,此时点焊接头的最大剪切力达到最大值。优质焊点在拉剪试验中最先从熔核边界附近开裂,随后延伸至母材部分,直至点焊接头全部断开。     

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。     

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。     

高强镁合金点焊接头性能

采用电阻点焊方法对高强镁合金Mg₉₆Zn₂Y₂进行了焊接.通过扫描电子显微镜对接头微观组织进行了观察,分析了接头的组织,研究了焊接电流对接头熔核直径及抗剪载荷的影响.在此基础上探讨了接头组织对接头性能的影响.结果表明,接头熔核直径与抗剪载荷均随焊接电流的增大而增大,接头最大抗剪强度约为142 MPa;接头熔核区第二相呈细网状分布,其α-Mg晶粒发生了粗化,直径约为30 μm.熔核区这些组织特征被认为是接头弱化的主要原因.