自冲铆接、无铆钉铆接与电阻点焊强度对比试验研究

采用Q195钢板和5A05-O铝板对自冲铆接、无铆钉铆接和电阻点焊3种连接工艺进行了试验,对各种连接接头进行了拉伸测试,并且分析其失效形式。试验结果表明:对于钢板与钢板的连接,电阻点焊接头静强度大于自冲铆接和无铆钉铆接接头静强度;对于铝板与铝板的连接,自冲铆接接头静强度大于电阻点焊和无铆钉铆接接头静强度。对于不同连接工艺,钢板与钢板之间的连接强度约是铝板与铝板之间的连接强度的2到4倍。     

胶焊连接力学性能的影响因素研究

通过试验研究了胶层和母材强度对胶焊连接头力学性能的影响,并对接头性能的影响因素进行了分析。试验表明:胶焊中的胶层可增加焊核直径,即得到同一直径大小的焊核,胶焊比点焊所需电流更小,故胶焊能耗较点焊更低;胶焊中焊点的剪切强度相比单纯点焊有所提升,并且随着母材强度的减小,胶焊中焊点剪切强度的提升更为明显;母材强度越高,胶焊连接的剪切强度越高,高强度结构胶的力学性能越能实现最大化;胶焊接头的强度随着母材强度的提高而提升,但是当外力超过接头强度极限后,其破坏速率也同步增加,相对母材强度低的接头失效更快,因此要根据车身不同位置的受力情况以及接头强度需求,合理设计胶焊接头的板件强度组合。     

胶焊搭接接头的应力分布和疲劳行为研究

考察了胶焊接头焊点区的结构组成和硬度分布,建立了胶焊接头的计算模型,模型中计人了若干结构细节,使之与实际接头更为接近。计算并对比研究了胶焊和点焊、胶焊和胶接接头中的应力。通过疲劳试验获得了三种接头的－Ｎ曲线,研究了三种接头的疲劳性能和断裂特征。结果表明,数值分析所得应力与疲劳性能试验结果及试验现象吻合良好。在电阻点焊接头中采用胶粘剂,可大大改善电阻点焊接头的疲劳性能,而焊点对胶接接头的疲劳性能有不利影响。     

SPCC胶接点焊胶层气体的排出及超声C扫检测分析

制备SPCC板材电阻点焊胶接接头,并开展拉伸-剪切试验;建立胶接点焊接头的EulerLagrange分析模型,提取胶层界面各个检测点压力时程曲线,分析焊接过程中胶层受热气化过程对熔池产生的冲击;同时,采用超声波水浸聚焦入射法对SPCC板材胶接点焊接头进行超声C扫描成像检测,借助焊点区A扫信号和C扫图像分析接头焊核区的形貌特征。结果表明:胶接接头和点焊接头的抗拉强度均值分别为10 518.325 N和10 164.421 N,胶层的加入提高了点焊接头的强度;胶接点焊过程中胶层气化后的高压气体从上下板之间的空隙排出,并在焊核区周围留下气体排出后的空腔区;基于超声C扫图像特征,将胶接接头分为导电胶层区、胶层气化后的气体排出的空腔区以及熔核区,检测分析结果与仿真分析相吻合。     

装配结合面防护技术研究

采用加速试验方法,研究了环境对Q235钢板和5A05铝板螺接件的装配结合面在12种防护处理措施下的防腐性能。提出了几种适用的装配结合面防护技术,并给出了不同条件下的装配防护材料及工艺方案。结果表明,采用适当的装配结合面防护技术可以提高雷达构件的防腐蚀性能。其中,采用3号船用润滑脂安装、底漆湿装配和缓蚀剂的合理使用是比较有效的方法。     

关于钣金件焊接性能研究

要提高对钣金件的抗拉性能、防腐蚀的性能,就要从钣金件结构上去选择最合适钣金件的焊接方法。文中,对钣金件结构方面的应用,以及对钣金件焊接结构的优点进行了详细说明,也针对钣金件的胶焊工艺还有激光焊工艺的焊接性能、影响进行了详细说明,对焊接中焊缝熔深、熔宽、外观都进行了探索等等。     

某汽车零部件焊接工艺研究

由于CO2气体保护焊焊后部件缺陷较多,通过对某部件材料及其焊接性能分析,考虑采用电阻焊代替,结合零件技术要求,计划进行凸焊与点焊对比试验,经调整工艺参数试制样件后,先后做撕破试验和拉力试验,从焊接接头熔核直径和力学性能两方面验证试验效果,为今后该类部件焊接工艺提供了有益借鉴。     

铝钣金类零件铆接工艺探索

针对铝钣金件在焊接过程中容易因变形、焊接性差而出现焊接裂纹,铝板间的点焊易开裂、变软,影响机械性能等问题,对比分析了铆接工艺的优劣,对铆接方法进行了比较,研究了铆接过程中铆钉尺寸与底孔的关系,总结了一套铆接沉头钉的工艺方法,为不适合焊接的铝钣金件找到了替代的工艺方法,对相关钣金件的铆接加工具有较好的参考价值。     

超声辅助铝合金填充式搅拌摩擦点焊的仿真和试验研究

为了研究超声辅助对铝合金填充式搅拌摩擦点焊的影响,利用ABAQUS对超声辅助填充式搅拌摩擦点焊进行热力学仿真;利用自行研制的点焊装备分别对5A06、2A14、2219铝合金试片进行无超声、横向加超声以及轴向加超声三种不同的焊接试验,并对此三种超声加载方式下的焊点进行金相实验、抗拉试验和抗剪切试验。结果表明:辅助超声的引入可为点焊过程提供额外热输入;轴向加载超声可增强焊接区域材料的均匀性与一致性,一定程度上消除水平面弱连接,使得焊点抗剪性能提高,且不同材料的提高幅度不同;横向加载超声可使焊接区域的材料与周围材料产生流动交换,一定程度消除焊点竖直环面弱连接,使抗拉强度提升较大,并对不同材料的提高幅度不同。     

点焊试件中兰姆波传播的有限元模拟及其应用

提出兰姆波评价汽车钢板点焊质量的理论依据及试验方法,评价对象包括点焊焊核的直径及最大拉伸载荷.兰姆波中的多模态频散特性及在复杂结构中的模式转换导致超声检测信号难于区分,通过解析方法难以获得兰姆波在点焊试样中的传播规律,因此采用有限元法模拟兰姆波在点焊试样中的传播.有限元法的模拟结果显示:经焊核传播的A0模态兰姆波特征峰值随焊核直径的增大而减小、随凹痕深度的增大而增大.因此,A0模态兰姆波的特征幅值可望用于评价焊核的形状及力学性能.试验通过调整斜探头入射角度激励A0模态兰姆波对高强度镀锌钢板的点焊试件进行检测试验,结果显示:A0模态兰姆波特征峰值随焊核直径及焊核最大拉伸载荷的增大而减小,该规律与有限元模拟的结果一致,可以用于实际结构点焊质量的无损评价.     

Al-Cu合金片对钢/铝异种金属激光-MIG复合焊接头组织和性能的影响

采用PLC系统控制的激光-MIG复合焊接工艺对Q890钢/6063铝合金进行异种金属焊接,研究了钢侧坡口表面添加Al-Cu合金片对接头显微组织、硬度和拉伸性能的影响。结果表明:激光-MIG复合焊接接头具有典型的熔钎焊特征;未添加Al-Cu合金片的接头界面层由舌状相Fe2Al5和粗大针状相Fe4Al13组成,厚度约18μm,添加Al-Cu合金片后由舌状相(Fe,Cu)2Al5和细小絮状相(Fe,Cu)4Al13组成,厚度约为9μm,焊缝区与热影响区的组织与未添加Al-Cu合金片时的相似;添加Al-Cu合金片的接头界面层硬度比未添加Al-Cu合金片的低约59HV;添加Al-Cu合金片的焊接接头的抗拉强度比未添加Al-Cu合金片的提高了109.8%,未添加和添加Al-Cu合金片的焊接接头均在界面层断裂。     

铝合金与不锈钢热补偿电阻点焊接头性能研究

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。探讨了焊接参数对接头的抗剪与抗拉性能的影响,并通过电子显微镜对接合界面区进行了观察,分析了界面反应物形貌及厚度分布等微观特性。研究结果显示：一锯齿状反应层在接合界面生成,其厚度随焊接电流以及界面上位置的变化而变化,界面反应层对接头抗剪强度无影响,但能减弱接头抗拉强度。     

镍铝青铜焊丝进行镁/镀锌钢板点焊的焊接性分析*

以镍铝青铜焊丝为填充材料,对AZ31B镁合金/镀锌钢板进行冷金属过渡点塞焊试验研究,分析镁板上孔直径对镁钢点塞焊接头力学性能的影响.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：使用镍铝青铜焊丝能够得到焊缝美观的镁/镀锌钢异种金属的连接接头。镁/钢板焊接接头的焊缝主要由α-Cu和CuAl₂组成,熔合区由镁的固溶体α-Mg以及Al₂Cu₃Mg₂和Mg₂Cu混合的金属间化合物组成。镁板上孔的直径对镁钢接头性能有很大的影响。随着镁板孔径的增大,镁钢点塞焊接头的最大抗拉载荷先增大后减小,且当镁板孔径为5 mm时接头的最大抗拉载荷达到最大为3.4 kN。焊缝金属和镁母材的连接处即熔合区存在大量脆性金属间化合物,使得镁/钢接头整体力学性能较差。     

405/Q245R不锈钢复合板焊接工艺及接头组织与性能

分别采用钨极氩弧焊（TIG）、选用ER309L焊丝和焊条电弧焊（SMAW）、选用A302焊条两种不同工艺焊接405/Q245R不锈钢复合板的覆层和过渡层,并采用焊条电弧焊方法、选用E4315焊条焊接其基层。对复合板接头进行力学性能测试,结果表明,接头的抗拉强度接近于母材本身强度,拉伸试样断裂均发生于母材部位;对接头金相组织的观察显示,两种接头的过渡层焊缝组织均为奥氏体加少量铁素体,在过渡层焊缝/基层母材侧界面未发生明显的碳迁移现象;进一步对过渡层焊缝进行XRD测定,未发现接头焊缝中有害相的生成,说明获得接头的性能良好,焊接工艺可行,能够满足工程实际需要。     

搅拌摩擦焊工艺参数对2198铝锂合金焊缝成形及接头力学性能的影响

对2198铝锂合金薄板进行了搅拌摩擦焊试验,分析了搅拌头旋转速度和焊接速度对焊缝成形及接头力学性能的影响。结果表明:旋转速度(n)与焊接速度(v)的比值大于15.7时,能形成表面成形良好,且内部致密无缺陷的焊缝;接头焊核区形成了细小的等轴晶,前进侧热力影响区大部分为等轴状晶粒,后退侧热力影响区的板条状组织发生了变形,其周围出现了细晶粒;焊接速度为30mm·min-1时,接头的抗拉强度随旋转速度的增大而变小,其最大值为432.17MPa,焊缝的硬度低于母材的,热力影响区的硬度最低,焊核区的硬度略高于热力影响区的。随着n/v的增大,热影响区的软化区间变宽。     

镀锌高强钢电阻点焊焊接接头液态金属脆化裂纹研究进展

镀锌高强钢因具有高强度、耐腐蚀以及延展性优良等特点被应用于汽车构件领域,在实现减重的同时,提高汽车安全性能。电阻点焊作为材料连接的重要技术之一,因具有焊接过程简单、热影响区小、焊接变形与应力小及焊接速度快等优点,被广泛应用于连接镀锌高强汽车用钢。但在焊接过程中锌镀层会在电阻热的作用下熔化并渗入至焊点内部,从而在焊接接头形成液态金属脆化裂纹(Liquid metal embrittlement cracks, LME),液态金属脆化裂纹会使焊接接头在拉伸过程中发生脆性断裂,严重恶化焊接接头的力学性能。从液态金属脆化裂纹形成机理、表征手段和母材显微组织的影响等方面详细总结了国内外在此方面的研究,并归纳出改善镀锌高强钢焊接接头液态金属脆化裂纹的措施,为后续的研究工作提供一定的参考与借鉴。     

Ultrasonic welding of dissimilar metals, AA6061 and Ti6Al4V

Ultrasonic welding of Ti6Al4V sheet and A6061 aluminum alloy sheet was conducted. The influence of ultrasonic welding parameters on the mechanical properties, the interface microstructure, the micro-hardness and the composition diffusion of the welded joint was investigated. It was shown to be possible to join Ti6Al4V sheet and A6061 aluminum alloy sheet through ultrasonic welding. After ultrasonic welding, the hardness of both the matrices increased, and there appeared to be some amount of diffusion across the welding interface. Various welding pressures and welding times were used and the strength of the welded joint was at its optimal value with a welding pressure of 0.4?MPa and a welding time of 170?ms.     

Effect of post weld aging treatment on tensile properties of electron beam welded AA2219 aluminum alloy

Aluminum alloy 2219 (Al-6.5%Cu) is a favourite age hardenable alloy for aerospace applications because of its excellent welding characteristics. Though AA2219 has got an edge over its 6000 and 7000 series counterparts in terms of weldability, it also suffers from poor joint strength when welded. In this investigation an attempt has been made to improve the welded joint strength through post weld aging treatment. This paper presents the effect of post-weld aging treatment on tensile properties of electron beam welded AA2219 aluminum alloy. Square butt joints were fabricated using an electron beam welding (EBW) machine of 100 kV capacity. The joints were given post-weld artificial aging treatment. Tensile tests were carried out using 100 kN, electro-mechanical controlled universal testing machine. It is found that the post-weld aging treatment is beneficial for improving weld metal hardness and tensile properties. This is mainly due to the uniform distribution of CuAl₂ precipitates in the weld metal region in post-weld aged joints compared to as welded joints as evident from weld metal microstructure.     

SAF2205/16MnR双相不锈钢复合板焊接接头的组织与性能

对SAF2205/16MnR双相不锈钢复合板进行了焊接,基层采用手工电弧焊,以E5015焊条为填充材料,过渡层及覆层采用钨极氩弧焊,以ER2209焊丝为填充材料;对焊接接头进行了拉伸试验,利用扫描电镜、光学显微镜及X射线衍射仪等分析了接头过渡层焊缝及其熔合区域的显微组织及物相组成.结果表明:焊接接头的抗拉强度为512 MPa;覆层母材/热影响区/过渡层焊缝之间的显微组织过渡缓和,且铁素体和奥氏体相的比例均在控制范围内;异种金属熔合界面未出现明显的合金元素短程扩散,且在焊缝金属中未发现有M23C6和σ等脆性相析出;所得接头具有良好的力学性能和耐腐蚀性能.     

热成形钢板与双相钢板焊点失效模式研究

针对热成形钢板与双相钢板的焊点失效模式,采用试验+模拟的方法进行研究。通过数值模拟得到了合适的焊接工艺窗口,在此基础上研究了焊接时间、熔核偏移等对焊点力学性能的影响。拉剪试验结果表明：随着焊接时间的延长,焊点失效模式由界面断裂向熔核拔出转变。研究失效模式发现,熔核偏移对熔核拔出失效部位影响极大,即薄板与厚板焊接时,熔核更容易从薄板拔出;板厚相同时,熔核更容易从热成形钢侧拔出。最后结合试验数据建立了焊点力学模型,得到热成形钢板和双相钢板焊点失效准则。