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。     

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。     

异种铝合金电阻点焊接头组织及硬度

对4 mm厚的6N01铝合金和5083铝合金进行电阻点焊试验,并对其接头的组织和硬度进行分析研究。结果表明,异种铝合金电阻点焊接头组织为电阻焊典型的"等轴晶+柱状晶"组织;异种合金焊接时,熔核向电导率低、导热慢和熔点低的一侧偏移;在电阻点焊焊接过程中,6N01母材晶界发生重熔;熔核区的硬度值相差不大且趋近于熔核中心的硬度值最低,平均值为62 HV,同时6N01铝合金的热影响区硬度值有明显下降。     

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。     

纯钛/镁合金异种材料电阻点焊接头组织和性能分析

采用电阻点焊技术焊接TA2纯钛板和AZ31B镁合金板。研究了不同焊接参数（点焊电流、点焊时间和电极压力）对焊点拉剪强度的影响,分析Ti/Mg焊点界面区域微观组织构成及显微硬度分布。分析结果表明,Ti/Mg焊点拉剪强度随点焊电流、焊接时间和电极压力的增大呈现先增加后降低的趋势。当采用点焊电流10 kA,焊接时间8周波,电极压力4 kN等参数时,Ti/Mg焊点拉剪力达到最大值3.7 kN。能谱分析表明,Mg/Ti界面反应层由Mg 17 Al 12 ,α-Mg和TiAl 3 等相组成,其具有最大显微硬度146 HV。     

Mg/Al异种材料点焊接头显微组织研究

采用三相次级整流电阻焊机,对2mm厚AZ31B镁合金和LF6铝合金进行点焊试验,并采用扫描电镜、能谱分析、X射线衍射和显微硬度测试等方法,对Mg/Al异种材料电阻点焊接头进行了研究。结果表明,点焊熔核呈帽形,熔核组织形态以细小的等轴树枝晶为主,熔核边缘存在少量的柱状晶。Mg/Al点焊中Al原子的扩散速度远远大于Mg原子,在靠近镁侧形成了Mg17Al12金属间化合物层,其硬度高达251HV。     

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。     

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。     

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。     

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。     

铝/钢异种金属电阻点焊接头微观组织与力学性能研究

采用电阻点焊实现对6061铝合金和H220YD高强镀锌钢的焊接,通过金相显微镜、扫描电镜、能谱仪、显微硬度计和万能试验机等测试方法研究了铝/钢点焊接头的组织和性能。结果表明,铝/钢点焊接头从铝侧向钢侧依次为铝合金熔核、铝/钢界面、高强钢热影响区。铝/钢点焊接头界面靠近钢侧金属间化合物层显微硬度最高,靠近铝合金侧金属间化合物硬度次之,铝合金显微硬度最低。随着焊接电流的增加,铝/钢点焊接头拉剪力先增加后减小,焊接电流9 k A、焊接时间300 ms、焊接压力2 k N时,接头拉剪力达到最大值3.4 k N。     

TWIP车身钢电阻点焊接头组织及性能

采用电阻点焊实现TWIP的焊接,研究了其焊接过程中的组织演变和相应的接头力学性能变化规律。通过金相、扫描电镜、硬度测试和拉伸-剪切试验等对焊接质量进行了评价。结果表明,过高的焊接热输入会引起焊点金属被挤出以及裂纹的产生。在最优参数下,在接头熔合区生成了细小枝晶组织,而在热影响区发生了明显的晶粒长大。在拉伸试验中,焊点失效发生在热影响区,接头承载达到7.5 k N,断口呈韧断特征。     

Ti/Al异种合金接头原位拉伸应变场及断裂行为的研究

采用Zn-Al钎料超声辅助钎焊连接了钛合金与铝合金,利用OM,SEM,EDS和TEM分析了钎焊接头的微观组织.利用数字图像相关(DIC)方法分析了Ti/Al钎焊接头在原位拉伸过程中应变变化及裂纹扩展情况.结果表明,在钛合金/钎缝界面上有2种化合物,分别为Ti7Al5Si12和Ti Al3,而在铝合金/钎缝界面上存在一层Zn-Al扩散层,钎缝组织由富Zn相和Zn-Al共析组织构成.原位拉伸过程中,钎焊接头整体应变较低,局部高应变区呈条纹状形态分布,接头没有发生明显屈服过程,只有弹性变形和塑性变形阶段.在应变相对较大的富Zn相内部产生最大应力且出现裂纹,裂纹曲析扩展最后呈锯齿状断裂.     

热补偿电阻点焊镁合金接头的性能

采用热补偿电阻点焊方法进行焊接镁合金板试验,并分析了焊接电流、焊接时间及电极压力等焊接参数对生成熔核的尺度与接头抗剪强度的影响。试验结果表明,采用热补偿电阻点焊方法焊接镁合金,能在较低的焊接电流条件下获得具有较大熔核及较高抗剪强度的点焊接头。因而,采用热补偿电阻点焊方法焊接镁合金是有效的。     

热补偿电阻点焊铝合金接头的性能

采用热补偿电阻点焊的方法焊接铝合金A5052板,分析了焊接电流、焊接时间及电极压力等焊接参数对熔核尺寸与接头抗剪强度的影响,并分析了接头抗正拉强度与焊接电流的关系.铝合金的热补偿电阻点焊接头抗剪力及熔核直径随焊接时间延长而增大,随电板压力的增大而减小.当焊接电流为12kA时,接头拉剪力达到最大值,约5.5 kN.试验结...     

基于铜镀层的低碳钢/铝合金电阻点焊接头性能

针对铝合金与钢二者难以直接焊接的问题,采用预先在低碳钢Q235钢板上镀铜,再与铝合金A6061进行电阻点焊的方法,并研究焊接参数对点焊接头的显微组织和力学性能的影响。结果表明:接头抗剪载荷和焊点直径随焊接电流和焊接时间的增加而增加,随电极压力的增大而减小;接头破坏形式出现了界面断裂和纽扣式破坏两种类型;熔核中铝合金的显微硬度相比原始态的铝合金有所升高。与未镀铜点焊接头相比,镀铜Q235与A6061接头界面生成的金属间化合物较薄,说明镀铜可以有效抑制铝合金/钢的界面反应。     

铝合金电阻点焊接头质量特征信息分析

为了研究电阻点焊接头质量,分析了铝合金2A12电阻点焊过程中的电极力、电极位移和焊接电流三组动态数据,并绘制了动态数据三曲线图.结果表明,在焊接过程中合格焊点的电极力曲线变化情况是:开始有轻微下凹现象,然后是小幅增长并伴随轻微波动,最后有向下倾斜的趋势,每个阶段不足或过度,则有不合格焊点产生.电极位移曲线的上升率直接与能量供应率有关,电极位移最大时刻与加载锻压力时刻之间的曲线形状与金属熔化量和软化区大小有关.     

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.     

Ti/Al异种金属焊接研究进展

综述了Ti/Al异种金属焊接的现状,分析了钛合金与铝合金焊接缺陷产生的原因,介绍了钎焊、熔-钎焊、扩散焊、搅拌摩擦焊在钛铝异种金属焊接的应用,展望了钛铝异种金属焊接技术发展趋势。     

中间层铜对铝/钢电阻点焊接头性能的影响

研究中间加厚度为50μm的铜箔对6061-T6铝合金与TRIP980高强钢异种金属电阻点焊组织与性能的影响。结果表明:采用厚度为50μm铜中间层,点焊接头主要由两部分组成,分别为熔核区与界面区,实质为熔-钎焊特征。当预热电流为8kA、预热时间为20cycle、焊接电流为16kA、焊接时间为15cycle、电极压力2.7kN时,接头拉伸力达到最大值为4.32kN,为纽扣断裂,较之未加铜片拉伸力提高约14%,且塑韧性提高。