镀银铜箔平行微隙电阻焊接头组织与性能

研究了0.1 mm厚镀银铜箔与纯铜箔平行微隙电阻焊接头的微观组织和力学性能,分析了不同参数对接头力学性能的影响,利用扫描电子显微镜对典型接头界面处的微观组织特征进行了分析. 结果表明,焊点连接面处组织致密;连接面由富银相和富铜相组成的两相区和只有富铜相的单相区组成,焊接温度达到了银的熔点,其连接机理与钎焊类似;试验所用参数范围内,焊点的最大剪切抗力达到了59 N,焊接功率和焊接时间对焊点性能的影响较大,而电极压力的影响较小.     

镁合金电阻点焊接头组织结构特点

为了提高镁合金电阻点焊接头的力学性能,采用光学显微镜、激光共聚焦扫描显微镜、x射线衍射仪研究了接头的微观组织和相组成.结果表明,接头主要由熔核和热影响区(HAZ)所构成.熔核一般包括两种不同的组织形态,即熔核边缘的胞状树枝晶和熔核中心的等轴树枝晶.熔核是由大量的α-Mg相和少量的β-Mg17Al12相所组成.相对于未熔化的母材晶粒,热影响区晶粒变粗,并伴随晶界熔化.当焊接电流为23 kA,焊接时间为8个周波,电极力为4.5 kN时,熔核边缘的胞状树枝晶细化,而熔核中心的等轴树枝晶有向等轴晶转化的倾向,且平均晶粒尺寸为12.96μm.     

铜/镀镍钢微电阻点焊接头形成机理

采用微电阻点焊对纯铜和镀镍钢片异种金属进行了点焊连接,通过拉剪试验、光学显微镜、扫描电镜和能谱分析,研究了镀层金属镍在铜/镀镍钢片微电阻点焊冶金过程中对接头形成和接头强度的影响. 结果表明,铜/镀镍钢片微电阻点焊接头的形成机理包括固相连接和熔化连接,其形成过程为: 铜和镀层镍在锻压力和析出热量下,形成固相连接;在铁和镀层镍之间开始熔化;镀层镍被熔化的金属向边缘处挤压,镍在边缘处与铁、铜形成了新的组织;熔核的形成. 在两种不同的接头形成机理下,其拉伸断口都有呈抛物线状或拉长的韧窝出现.     

异种铝合金电阻点焊接头的组织及性能

采用电阻点焊工艺对厚度为2 mm的5182铝合金和5754铝合金进行搭接焊,并使用金相显微镜观察其显微组织特点,使用拉伸试验机和维氏显微硬度仪测试焊接接头的力学性能。结果表明,焊接接头由3个典型区域组成：母材区、热影响区和熔核区;熔核区主要由边缘柱状晶和中心等轴晶组成,中心等轴晶区体积约占整个熔核区的90%。5182铝合金侧的热影响区出现较多大颗粒析出物,并出现液化裂纹,5754铝合金侧的热影响区无明显的析出物与液化裂纹产生。焊接接头的断裂形式为纽扣型断裂,均为 5754铝合金侧的熔核被剥离。熔核中柱状晶区硬度高于等轴晶区,位于两种铝合金侧的热影响区硬度均高于其对应的母材硬度。     

燃料电池用镀镍钢片微电阻点焊接头组织性能研究

采用微电阻点焊对0.3 mm厚的燃料电池用镀镍钢片进行焊接,通过单脉冲和双脉冲对比的方法,研究了点焊接头的组织性能。结果表明:点焊接头的抗拉值随焊接电流的增大呈现出先增大后减小的规律。单脉冲接头的抗拉值优于双脉冲,硬度值也高于双脉冲。焊核中心分布着尺寸、形状不一的块状铁素体;双脉冲接头中镍元素的分布较为均匀,但不利于接头性能的提高,组织为贝氏体和粗大的柱状晶。焊核中心由富镍环组成,其成分为α-Fe和(α-Fe,FeNi3)的混合物。     

0．3mm厚镀镍钢片微电阻点焊接头组织性能研究

本文采用微电阻点焊对厚度0．3mm的镀镍钢片进行了连接,利用光学显微镜,电子精密拉伸机等分析测试手段,研究了焊接电流、电极压力和焊接时间对焊接接头成形及组织,性能的影响。研究结果表明,当焊接电流为2．3kA、电极压力为160N、焊接时间为3cyc时,接头成形良好,抗剪切强度为552．1N,接头断裂形貌为“纽扣”状。焊接接头熔核区显微组织由粗大柱状晶构成,晶内析出针状铁素体及板条马氏体组织,焊接接头显微硬度高于母材。     

双相钢胶焊与电阻点焊接头性能对比分析

从接头的拉剪力、熔核的微观组织、动态电阻曲线和焊接性范围4个方面.对比分析双相钢透胶胶焊和电阻点焊的接头性能.结果表明,胶焊熔核开始形成时间提前于点焊,使得在小电流情况下胶焊的焊点拉剪力要普遍高于点焊;胶焊在中等电流情况下便会产生严重飞溅,使得在大电流情况下点焊焊点拉剪力要更高些.因此,在制定胶焊的焊接工艺参数时应选择比电阻点焊偏低的焊接电流,而适度增加焊接过程的电极力有利于抑制飞溅产生.     

不等厚异种铝合金电阻点焊接头组织与性能

采用电阻点焊机对不等厚异种铝合金2 219(6 mm)+5A06(2 mm)进行点焊试验研究,通过光学显微镜、显微硬度计、扫描电镜等手段分析了点焊接头显微组织结构形成的机理,并综合显微硬度分布规律以及元素分析,探究了接头不同区域的性能和成因。结果表明:该点焊规范合理,熔核直径约5.9 mm,薄板侧、厚板侧焊透率分别为59%和37%,单点抗剪力平均值约10.42 kN,内部质量良好;熔核为等轴晶组织形态;沿熔核直径方向,母材显微硬度值最高,热影响区其次,熔核区最低,强度最为薄弱。     

18Ni不锈钢电阻点焊接头力学性能有限元仿真

为了研究航空用18Ni马氏体不锈钢电阻点焊接头的剪切性能和微观组织，开展了18Ni马氏体不锈钢的电阻点焊试验和点焊接头的剪切试验，并采用有限元分析软件，仿真了点焊接头在剪切过程中的应力分布。结果表明，18Ni不锈钢电阻点焊接头的最大抗剪力为45.01 k N，最小抗剪力为36.87 k N；仿真结果显示，剪切过程中的应力主要集中分布在焊点处，尤其是两块试板中间的焊点位置应力最大；观察金相组织后发现，点焊接头的微观组织类似于铸造组织，粗大的柱状晶从焊缝边缘向焊缝中心生长，最终在焊缝中心形成一条明显的晶界线，同时发现，晶粒内部的组织为针状马氏体组织和残余奥氏体组织，热影响区的晶粒为等轴晶，且等轴晶的晶粒尺寸小于焊缝柱状晶的晶粒尺寸，还发现焊缝内部存在有微裂纹缺陷。     

镀层厚度对镀金镍片微电阻点焊接头性能的影响

本文采用微电阻点焊对厚度0.1mm的纯镍及镀层厚度为1μm、3μm、5μm的镀金镍片进行了连接,利用电子万能材料试验机、光学显微镜等设备进行性能检测和组织分析,研究了镀层厚度对接头强度的影响,并详细分析了不同镀层厚度条件下的焊核特征。研究结果表明：镀层可提高接头强度;在相同的焊接工艺条件下,随着镀层厚度的增加,接头强度增加;镀层材料使得接头区的组织特征发生变化。镀金镍片的熔化区内,晶粒为方向性强的粗大柱状晶,结合面上存在明显的分界线,而无镀层镍片的焊核区内,晶粒无明显方向性,结合面上不存在分界线。     

800 MPa级超级细晶粒钢点焊接头组织与性能

以驰豫-析出-控制相变工艺生产的800 MPa超细组织钢为研究对象,采用合理规范进行点焊。观察点焊接头的宏观形貌和显微组织,分析显微组织在焊接热循环作用下的转变规律;测量点焊接头的硬度分布曲线。结果表明,点焊接头焊接质量良好,没有焊接缺陷,能够满足实际生产需要;由于焊接热循环作用,点焊接头晶粒长大不可避免,焊接接头中包含了低碳马氏体、贝氏体、铁素体等组织;点焊接头的硬度高于母材组织,基本不存在软化现象。     

Cu-Al电阻焊结合层的SEM和HREM研究

为了扩大"Al代Cu"的应用范围,借助于SEM和HREM等手段对Cu-Al电阻焊结合层及其构成、断口形貌进行了分析和研究。结果表明:Cu-Al电阻焊连接是由熔化和扩散共同作用的结果。其结合层宽度窄,约3 μm,为多层结构:与Cu紧邻的有序固溶体层、Al4Cu9层、柱状晶Al2Cu层,有的区段在柱状晶Al2Cu层与Al之间还存在波纹状的Al2Cu+Al层。Cu-Al电阻焊结合层在Cu与Al之间起到了很好的过渡作用。     

2024铝合金电阻点焊与回填式搅拌摩擦点焊接头组织和性能

为了研究铝合金材料回填式搅拌摩擦点焊搭接接头与电阻点焊搭接接头的性能差异,采用2024铝合金材料分别开展了回填式搅拌摩擦点焊以及电阻点焊焊接试验。针对采用不同焊接方法获得的焊接接头的微观组织结构、显微硬度以及十字剥离强度进行了分析与对比研究。结果表明,2024铝合金回填式搅拌摩擦点焊接头相对于电阻点焊接头,焊点形貌更加美观,可获得小尺寸的等轴细晶组织,不存在柱状晶组织结构,焊接接头力学性能明显提高,体现出了该焊接方法的技术优越性。     

22MnB5/DP590不等厚单脉冲电阻点焊接头组织

通过显微组织观察和硬度测试等方法,采用单脉冲电阻点焊连接技术研究不同的焊接时间和焊接电流条件下不等厚度22MnB5/DP590点焊接头组织特征及其变化规律,并利用JMatPro热力学模拟软件对DP590和22MnB5母材的电阻率和导热率等热物理参数进行计算。结果表明,点焊接头的熔核区为粗大的板条马氏体;两侧热影响区按照原奥氏体晶粒大小可分为粗晶区和细晶区;当焊接电流为8.5 kA、焊接时间为160 ms时,22MnB5侧的热影响区出现液化裂纹;随着焊接时间的增加,熔核直径先增加后下降,母材两侧的压痕率均增加,且22MnB5侧的压痕率大于DP590侧的压痕率,熔核向DP590侧偏移;随着焊接电流的增加,熔核直径增加,压痕率先增加后保持不变,熔核偏移有所改善;熔核区和热影响区显微硬度高于母材,其中22MnB5热影响区显微硬度最高。     

Q&P钢电阻点焊工艺和搭接接头疲劳性能试验研究

采用工频交流伺服焊枪进行QP钢的电阻点焊,探讨了焊接电流、焊接时间及电极压力对点焊接头熔核直径和拉剪强度的影响规律,并对焊接接头的显微组织和显微硬度进行了分析;采用液压伺服疲劳试验机对不同熔核直径的QP钢点焊接头进行了拉剪疲劳试验,获得了焊点的载荷寿命曲线,分析了焊点的裂纹扩展及失效形式。结果表明,接头熔核直径和拉剪强度随焊接工艺参数改变呈规律性变化,存在最佳值;熔核区组织为板条状马氏体;熔核直径对焊接接头的疲劳性能有影响但影响不大。     

55%SiCp/A356Al复合材料电阻点焊接头微观组织及性能

采用电阻点焊方法对55% SiCp/A356Al复合材料进行焊接,焊接方案设计为试样无夹层直接焊接和中间夹铝箔焊接。对不同方案下获得的点焊接头微观组织、抗剪强度、显微硬度、熔核直径及界面反应情况进行了分析和比较;建立了高体积分数55% SiCp/A356Al复合材料界面连接模型,讨论了接头强度与界面模型的联系。结果表明,在优化的工艺参数下,接头成形良好,无明显缺陷,点焊接头熔核区SiC颗粒分布均匀,未出现界面反应;试样中间夹铝箔焊接后,界面仅发生强连接和亚弱连接反应,接头强度提高,平均抗剪力2 165.6 N,平均熔核直径9.5 mm,显微硬度与微观组织分布相符合,并且与母材硬度无明显差异。     

热成形硼钢激光焊接与电阻点焊接头性能对比研究

分别采用CO2激光焊接系统和中频伺服电阻点焊设备,对超高强度热成形硼钢进行了焊接试验,测试了接头的抗剪切强度和显微硬度,观察了焊缝显微组织。结果表明：两种焊接方式均能获得成形良好的焊接接头,焊缝组织基本为马氏体,显微硬度与母材相当,激光焊缝的马氏体组织明显更细化、抗剪切强度也更高。     

水冷对超细晶粒钢电阻点焊接头组织性能的影响

本文采用电阻点焊对400MPa级超细晶粒钢进行了焊接,并对不同冷却条件下的点焊接头显微组织和力学性能进行了分析。研究结果表明：空冷条件下点焊接头热影响区晶粒发生长大现象,焊接过程中喷水冷却可减少晶粒尺寸,但淬硬组织比例增加,降低了接头拉剪强度。空冷和水冷条件下点焊接头热影响区均未出现软化现象。     

扩散焊制备铜铝复合板的组织性能研究

采用真空扩散焊工艺方法制备铜铝复合板,对加热温度、保温时间、压力等焊接工艺参数对接头组织性能的影响进行正交试验,利用扫描电镜对焊接过渡区的性能进行了分析.试验结果表明:加热温度为540℃、保温时间为60min、压力为4×105MPa时,形成了良好的焊接接头,达到冶金结合.     

Ti/Al异种金属微电阻点焊接头特征及性能研究

对0.2 mm厚的1060纯铝和TC4钛合金薄板进行了微电阻点焊试验,研究了焊接电流I、焊接时间T和电极压力F对接头力学性能的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对点焊接头的连接特征及断裂行为进行了深入研究,采用微区射线衍射仪(micro-XRD)测定了焊点的物相组成。结果表明：在焊接电流为0.3 ~ 0.7 kA范围内,焊点的拉剪力随着焊接电流的增加先增加后趋于平稳,在焊接时间2~6 cyc范围内,焊接时间对焊点的拉剪力无显著影响,在电极压力为40~280 N范围内,随着电极压力增加焊点拉剪力先增加后降低;当I=0.7 kA、T=3 cyc、F=160 N时点焊接头的拉剪力最高为91 N,断裂发生在热影响区;1060/TC4异种金属微电阻点焊形成了共同的熔核,熔核与TC4之间界面较为平整,但是与1060的结合面呈凹凸不平,在熔核内部生成了AlTi₃、Al₂Ti和Al₃Ti金属间化合物,焊核与铝侧界面处生成了针状化合物Al₃Ti,对焊点的强度起到重要作用。