铝合金/钢异种材料熔钎焊接工艺及其研究现状*

铝合金/钢复合结构以具有重量轻、综合性能高等优势在汽车、航空航天、石油石化、电力、船舶等行业具有广泛的应用前景。但二者之间巨大的理化性能差异,使铝合金/钢板异种金属的焊接仍然存在诸多问题。熔钎焊接工艺是基于母材之间存在的熔点差异,通过精确控制焊接热输入,在确保高熔点母材不熔化的前提下,让低熔点母材和填充金属熔化形成熔焊接头,并与未熔化的高熔点母材形成钎焊连接接头,是适合铝合金/钢复合结构优质高效制备的合适焊接工艺。通过对国内外对铝合金/钢熔钎焊接工艺、接头组织性能调控等方面研究现状的综合评述,讨论了铝合金/钢熔钎焊接技术存在的问题,并对铝合金/钢熔钎焊接技术工程化应用所采取的措施进行阐述。     

焊接材料及工艺对铝合金焊接性能能影响

镁铝合金在焊接工艺应用时由于金属膨胀系数较大,所以铝合金焊接工艺操作进行时一般很难有效观察清晰其焊接熔池。因此,一旦焊接间隙过大,很可能促成其焊接熔池下榻：而如果间隙太小又会造成焊接缺陷的出现。基于此,文章主要提出了铝合金焊接工艺相对普遍的钨极氩弧焊方法,并与之提出了该工艺下焊接对铝合金的主要性能影响,以供参考。     

城轨车辆铝合金空调板激光MIG复合焊工艺研究

正一、概述铝合金型材焊接最初多采用MIG自动焊焊接,但由于MIG焊热输入高,焊接变形大,焊接产品的一致性难以控制,所以目前重视研究采用搅拌摩擦焊以及激光MIG复合焊等热输入小的新型焊接工艺,用于薄壁铝型材的焊接。激光MIG复合焊作为一种高能束焊接方法,其光束功率密度高、热输入小、深宽比大、热传导快、焊接速度快,能很好的实现高效自动化,又具有焊接变形小的优点,因此铝合金型材激光MIG复合焊的前期工艺研究对今后该新工艺的工程化应用具有较     

0Cr18Ni9+Q235B电除尘器灰斗复合钢板焊接

对不锈钢复合钢板进行了焊接性分析、焊接工艺评定、焊接技术及工艺等应用研究,掌握了复合钢板的焊接技术,保证了制造及安装质量。     

金属超声焊及应用

金属超声焊接是一种具有特色的新兴特种加工工艺。阐述了金属超声焊接的原理和特点，介绍了其在铝塑复合管、汽车制造及电子元器件制造中的应用。     

《金属加工(热加工)》2014年第4期要目

正常减压塔复合钢板焊接裂纹的原因分析新型焊丝组合在纵骨流水线上的试验及应用GB/T 5117—2012《非合金钢及细晶粒钢焊条》的主要变化异种金属的手工钨极氩弧焊铝合金管道焊接气孔原因及克服措施埋弧焊在LNG低温储罐底板焊接中的应用2.0MW风力发电机后底座的焊接工艺评定及应用SA335P91/10CrMo910异种钢的焊接工艺研究     

焊接烟尘污染及净化过滤技术

一、概述 焊接是利用电能加热，促使被焊接金属局部达到液态或接近液态，而使之结合形成牢固的不可拆卸接头的工艺方法，它是极为常见的机械工艺方法。     

激光-MAG复合焊接过程金属蒸气和背部熔池图像分析

在激光-MAG复合焊中,金属蒸气和背部熔池包含着大量的焊接状态信息。以316不锈钢和400低碳钢为试验对象,作异种材料复合焊接,并应用高速摄像机获取焊接过程中正面金属蒸气和背部熔池的实时图像。提取金属蒸气面积形态特征,结合背部熔池图像同步分析金属蒸气周期性变化规律并研究金属蒸气和焊接状态、焊缝成形之间的关系。以灰度共生矩阵(GLCM)方法分析图像纹理特征,并用能量、对比度和熵三个特征分析背部熔池与焊缝成形之间的关系。结果表明,所分析方法能有效反映金属蒸气的变化机理,金属蒸气和背部熔池与焊接状态之间的关联,为在线检测复合焊接质量提供依据。     

激光-电弧复合焊接技术在油箱焊接中的应用分析

激光-电弧复合焊接技术不仅是目前最受关注的研究方向之一,而且已成为目前高强钢、铝合金等结构件在焊接制造领域工程应用方面最广泛、最成功的复合焊接技术。对激光-电弧复合焊接技术在特种车辆油箱焊接中的应用进行了分析,重点研究了其焊接工艺性和焊接工艺装备,介绍了激光-电弧复合焊接技术的特点及优势,指出该技术对于提高焊接质量和焊缝性能、减少焊接变形量、提高生产效率、降低成本、减少工人劳动强度效果明显。     

机械工业出版社期刊读者服务部推荐书目

正《焊接工程师手册》(第2版)全书分9篇共58章。第1篇汇集了焊接工程师最常用而又不易记忆的符号、公式和数据等资料;第2篇阐述了焊接过程中的物理行为和冶金行为,以及与金属焊接性密切相关的焊接裂纹问题;第3、4、5篇介绍工程中的各种焊接方法及设备,包括电弧焊、电阻焊和其他特殊焊接方法及其设备;第6篇以焊条、焊丝和焊剂为重点介绍了焊接材料的性能参数及选用方法;第7篇介绍了各种金属材料的焊接性能及其焊接工艺;第8篇重点介绍焊接应力与变形、结构强度和结构设计等;第9篇除介绍生产中常遇到的焊接工艺过程设计、焊接工艺评定和焊接质量检验外,还较全面系统地介绍了焊接工艺装备的设计和计算方法,以及需用的相关资料。     

超声辅助MIG焊接中超声作用特性研究

超声辅助熔化极惰性气体保护(Ultrasonic assisted metal inert gas,U-MIG)焊是一种新型熔化极焊接方法,利用外加声场将相应声学效果引入焊接熔池达到改善接头性能的目的。通过试验系统化研究超声对电弧形态、熔滴过渡以及接头宏观形貌的作用规律,主要目标是更好地理解超声在不同焊接条件下的作用特点。对高速摄像采集的电弧数据进行处理,结果发现随电弧电压增加,超声对电弧的压缩效果也逐渐增大;而随送丝速度增加,焊接电流增大,电弧压缩效果减弱。针对熔滴受力特点分析,可以看出超声作用后熔滴会受到一个促进熔滴过渡的附加力作用。在焊接电流为200 A时,该附加力达到最大,约为2.8×10-3 N,继续增大焊接电流,该附加力逐渐降低。对比不同送丝速度时焊缝宏观形貌,结果显示为了获得更高的焊接效率不能无限提高送丝速度,存在一个最佳的参数匹配值。结合平面驻波理论分析,随温度增加,声辐射力逐渐减弱,这在一定程度上也会削弱附加力作用效果。利用熔池薄膜模型探讨电弧、熔滴过渡以及熔池振荡三者之间的关系,超声对电弧形态、熔滴过渡的影响均可改变熔池的振荡特性,这间接表现为接头形貌的改变。通过试验与理论分析,为U-MIG焊接方法进一步发展与应用打下坚实基础。     

搅拌摩擦焊中材料流动行为数值模拟的研究进展

搅拌摩擦焊是一种革命性的焊接技术。相比于熔化焊,搅拌摩擦焊在铝合金、镁合金等材料的焊接方面具有明显的优势。而搅拌摩擦焊过程中材料在熔化温度以下经历剧烈的塑性流动,这与传统焊接过程有着明显不同,因此非常有必要对搅拌摩擦焊过程中的材料流动行为进行研究。由于试验方法本身在空间与时间上的局限性,数值模拟成为研究搅拌摩擦焊过程中的材料流动行为的重要方法。分析搅拌摩擦焊过程中的物理过程,从数值方法、热源模型、边界摩擦模型、材料本构模型这四个方面介绍搅拌摩擦焊中材料流动行为的数值模拟的最新研究进展及相关应用。对当前搅拌摩擦焊材料流动模拟中存在的不足进行分析,提出未来研究中应关注的研究方向。     

球面聚焦超声辅助汽雾冷却系统换热特性研究

基于超声雾化理论和超声聚焦理论,提出了一种应用于精密磨削加工中的球面聚焦超声汽雾冷却系统,在使用超声雾化作为冷却方式的同时,利用聚焦超声将汽雾汇聚到指定的换热位置,以提高汽雾的利用率。利用Fluent软件数值模拟和平面热源条件下稳态换热试验分析了聚焦汽雾和聚焦超声对聚焦超声汽雾冷却系统换热特性的影响。结果表明,当试件位于汽雾焦区时,聚焦汽雾的换热性能最佳,试件表面温度最低;同时,聚焦超声有助于强化中心区汽雾换热,进一步提高聚焦超声汽雾冷却系统的换热能力。     

铝-镁合金的超声振动强化搅拌摩擦焊试验研究*

研究铝镁异种合金的连接可拓宽轻量化结构的应用领域,具有重要的学术意义和工程实用价值。进行常规搅拌摩擦焊(Friction stir welding, FSW)和超声振动辅助搅拌摩擦焊(Ultrasonic vibration enhanced friction stir welding, UVeFSW)的对比试验,并对结果进行分析。试验结果表明超声的施加可以拓宽工艺参数窗口,改善焊缝表面的成形,减少缺陷,优化界面结构,细化均化晶粒,提高接头的力学性能。进行载荷测试后发现,超声的加入可以降低焊接所需载荷,这有利于降低设备体积。而温度场的测试则说明,超声波对于焊件有预热作用。     

轴向功率超声振动珩磨的运动学分析

目前,功率超声振动辅助加工技术的研究多集中于试验性分析,尽管有部分理论分析,但只是简单的介绍,尚未形成系统的理论体系.功率超声振动珩磨是功率超声振动切削在珩磨中的应用,通过在普通珩磨的基础上使油石产生功率超声振动来进行珩磨.从运动学角度对油石沿轴向的功率超声振动珩磨加工技术进行较为系统的理论研究,归纳出轴向功率超声振动珩磨的四个运动特性:1)分离特性;2)冲击特性;3)变速特性;4)往复熨压特性.为进一步的动力学研究提供了必要的支撑条件.     

电阻软钎焊技术研究

电阻焊在微电子、电子组装以及钎焊中的应用,拓展了其应用领域.本文介绍了电阻焊和电阻软钎焊的原理与应用,分析了电连接器和微带板之间电阻软钎焊缺陷产生的原因,通过优化焊接工艺、优化设计焊膏印刷模板和改进电阻焊机夹头,成功实现了电连接器和微带板之间的电阻软钎焊.     

ARC welding method for bonding steel with aluminum

When welding steel with aluminum, the appearance of intermetallic compounds of Fe and Al will decrease tenacity and increase rigidity, which leads to bad joint performance. A new type of low energy input (LEI) welding technology is introduced which can be used to weld steel with aluminum. Using the technology, brazing was located on the steel side and arc fusion welding on the aluminum side. The less heat input reduces the thickness of intermetallic compounds to 3–4 μm. Tensile strength tests prove that the joint breaks at the heat-affected zone and the strength is higher than 70% of the aluminum’s. Thus, the method can lead to a good performance joint.     

短路过渡CO2焊接短路历程分析与控制

在剖析短路历程对短路过渡CO2焊接的焊接过程稳定性、焊接工艺性能和焊接质量影响的基础上，首先对短路历程不同阶段熔滴液桥的受力分析可知，短路初期较大的焊接电流将阻碍熔滴在熔池中的顺利铺展，而短路中后期的脉冲大电流将强化电磁力对液桥缩颈的形成；进而在依据短路期间电源输出回路电阻变化曲线对短路进程进行判断的基础上，采用在短路初期施加小电流、在中后期施加脉冲大电流、在缩颈破断前降低焊接电流的短路电流控制方法。对短路历程的控制进行了实验研究。结果表明，短路历程的一致性得到有效控制，短路过渡CO2焊接的焊接工艺性能得到显著改善。     

短路过渡CO_2焊接短路历程分析与控制

在剖析短路历程对短路过渡CO2焊接的焊接过程稳定性、焊接工艺性能和焊接质量影响的基础上,首先对短路历程不同阶段熔滴液桥的受力分析可知,短路初期较大的焊接电流将阻碍熔滴在熔池中的顺利铺展,而短路中后期的脉冲大电流将强化电磁力对液桥缩颈的形成;进而在依据短路期间电源输出回路电阻变化曲线对短路进程进行判断的基础上,采用在短路初期施加小电流、在中后期施加脉冲大电流、在缩颈破断前降低焊接电流的短路电流控制方法,对短路历程的控制进行了实验研究。结果表明,短路历程的一致性得到有效控制,短路过渡CO2焊接的焊接工艺性能得到显著改善。     

钢铝异种金属的低能量焊接法

传统电弧焊法焊接钢铝异种金属时,会在过渡区生成Fe-Al金属间化合物层,其硬度高、韧性低,降低了接头性能。基于机械作用的低能量电弧焊接方法,在短路期间采用机械作用促使熔滴过渡,热输入量低,可有效抑制金属间化合物的晶体长大,该种工艺可以采用常规4047焊丝实现铝和镀锌板的焊接。对焊缝金属的金相分析表明,钢一侧为钎焊,铝一侧为熔焊。通过金相及扫描电镜观察发现,在焊缝金属和镀锌板的界面区形成的金属间化合物层,主要成分为Fe2Al5和FeAl3,金属间化合物层的厚度减小到3～4 μm。在界面区主要含有3种元素,分别为Fe、Al和Si,没有Zn元素。拉伸试验表明,焊缝接头在铝合金热影响区断裂,且强度值高于铝合金母材强度的70%,接头强度基本满足使用要求。