点焊工艺对汽车用镁/钢点焊接头性能的影响

采用电阻点焊实现了对镁合金和钢的焊接,研究焊接电流、焊接时间和焊接压力对镁/钢点焊接头拉剪力和熔核直径的影响。结果表明,随着焊接压力、焊接电流或焊接时间的增加,镁/钢点焊接头拉剪力先增加后减小。在预压时间300ms,焊接电流30kA,焊接时间180ms,焊接压力6kN时,得到镁/钢点焊接头最大拉剪力6.64 kN。     

表面镀层对汽车板电阻点焊工艺窗口与电极寿命的影响

研究镀锌板和合金化镀层板对电阻点焊工艺窗口和电极寿命的差异。结果表明,合金化镀层板点焊电流范围比镀锌板点焊电流范围宽16%,电极寿命大于镀锌板。随着焊接电流的增加,点焊接头剪切力先增加后减小。相同焊接工艺时,合金化镀层板点焊接头剪切力高于镀锌板,接头最大剪切力分别为4.83 kN和4.43 kN。     

5A90铝锂合金电阻点焊接头力学性能与组织分析

采用三相次级整流电阻焊机对5A90铝锂合金进行电阻点焊试验,通过力学拉伸和金相观察研究了点焊参数对接头力学性能和接头显微组织形貌的影响. 结果表明,接头拉剪力随着焊接电流、焊接时间以及电极压力的增大呈先增大后减小的趋势,当焊接电流为45.5 kA,焊接时间为4周,电极压力为8.55 kN时,拉剪力达到最大值为7.7 kN. 接头组织分为等轴晶区、柱状晶区、细晶区以及热影响区. Li,Mg元素的存在降低了熔池异质形核的难度,促进晶粒的细化. 电极水冷和电磁搅拌的作用可以促进晶粒的细化和等轴晶的形成,减少合金元素向晶界偏析倾向.     

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。     

工艺参数对TC4钛合金电阻点焊接头组织和性能的影响

对TC4钛合金电阻点焊接头进行了试验研究。结果表明,TC4钛合金电阻点焊焊缝区的显微组织为粗大的针状α′,近焊缝HAZ显微组织为细小的针状α′,远焊缝HAZ显微组织为α+β+α′;母材组织为α+β;近焊缝HAZ硬度值最大,远焊缝HAZ硬度值最低;在TC4钛合金薄板厚度为1mm、焊接电流为6kA、焊接时间为0.16s时,接头剪切力达到最大值。     

搭接形式对铝/黄铜异种热补偿电阻点焊接头的组织与力学性能影响

采用不同搭接形式,对铝合金6061-T6/黄铜H70异种材料热补偿电阻点焊工艺进行研究.对比了两种搭接形式下铝/黄铜异种点焊接头的微观组织与力学性能差异.结果表明,采用热补偿电阻点焊的工艺方法可在较低电流水平下实现铝/黄铜异种材料的焊接.在铝侧施加热补偿垫片进行点焊,接头的抗拉剪载荷更高,其熔核由细小的α-Al等轴晶组成;在黄铜侧施加热补偿垫片进行点焊,接头的抗拉剪载荷较小,但体现出延性断裂的特征,其熔核由板条状铜铝化合物组成.     

纯铝中间层厚度对铝/钢点焊接头性能的影响

采用纯铝作为中间层对铝合金与低碳钢进行了电阻点焊,分析中间夹层厚度对界面反应层厚度和接头抗拉强度的影响。在钢/中间夹层界面观察到有界面反应层生成,其主要由靠近钢侧的Fe2Al5和靠近中间夹层铝侧的FeAl3两种金属间化合物组成。与不加中间夹层相比,利用纯铝作为中间夹层点焊的铝合金与低碳钢的接头具有较薄的界面反应层和较高的接合强度。随着中间夹层厚度的增加,界面反应层厚度逐渐减小,而接头抗拉强度则呈增大趋势。结果表明,采用纯铝作为中间夹层点焊铝合金与钢具有一定的有效性。     

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。     

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。     

镁/钢异种材料点焊接头力学性能及显微组织分析

采用三相次级整流电阻焊机进行镁/钢异种材料电阻点焊,研究并确定了工艺参数范围和最佳数值.通过金相显微镜观察了接头的显微组织特征,并采用显微硬度计测试了接头各区域的显微硬度.结果表明,接头的剪切力随着焊接时间(2 ～ 14周波)、焊接电流(20～ 37.5 kA)以及电极力(5～8 kN)的增大均呈先增大后减小的趋势.当焊接时间8周波、焊接电流32 kA、电极力7 kN时,最大接头剪切力达6.961 kN,形成纽扣断裂.接头由半椭圆形镁合金熔核和钢侧热影响区组成,镁侧熔核显微组织由柱状晶和等轴晶组成,钢侧热影响区显微组织为板条状马氏体.镁侧离熔合线越近硬度越高,而钢侧最高硬度出现在钢板的中心.     

Effect of welding current on strength and microstructure in resistance spot welding of AZ31 Mg alloy

In this paper, resistance spot welding were performed on lmm-thickness magnesium AZ31B plates. The effect of welding current on the microstructure and tensile shear force was investigated. It was found that the welding current governed the nugget growth, and the nugget could not form if current levels were insufficient. The nugget revealed a homogeneous, equiaxed, fine-grained structure, which consisted of non-equilibrium microstructure of α-phase dendrites surrounded by eutectic mixtures of α and β（ Mg17All2 ） in the grain boundaries. With increasing welding current, the size of grains in nugget would be more smaller and uniform, and the width of plastic rings would be larger. Tensile shear tests showed that tensile shear force of the joints increased with increasing welding current when the welding current was smaller than 17 000 A. The maximum tensile shear force was up to 1980 N.     

焊接能量对Mg/Ti超声波焊接接头微观组织与力学性能的影响

采用超声波焊接技术对Mg/Ti异种金属进行了焊接,研究了不同焊接能量对接头界面峰值温度、界面形貌、界面原子扩散程度以及力学性能的影响规律。研究发现:Mg/Ti超声波焊接接头整体界面较平直,局部界面有较小起伏,未发现裂纹、未熔合等缺陷,也未看到明显的反应层;随着焊接能量的增大,界面峰值温度升高,原子扩散层厚度增大,连接区面积逐渐增大,接头力学性能得到提高,而能量达到2000J时镁侧母材出现裂纹;接头断裂模式分为界面断裂和纽扣断裂,界面断裂时断裂发生在镁侧扩散层区域和镁侧非扩散层区域。扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析表明,Mg/Ti连接界面区域无明显的金属间化合物生成。     

Interface morphology and microstructure of high-power ultrasonic spot welded Mg/Al dissimilar joint

High-power ultrasonic welding technology, which has the excellent characteristics of low-energy input and high efficiency, can effectively shorten the welding time, reduce the formation of intermetallic compounds (IMCs), and improve the strength of Mg/Al dissimilar welded joints in the future manufacturing industry. Mg/Al dissimilar metal ultrasonic welded joints with favourable mechanical properties were obtained through reasonable selection of sonotrode patterns and optimisation of welding parameters. The connection mechanisms of joints were discussed based on the analysis of weld interface morphology, microstructure evolution, and the composition and distribution of Mg–Al IMCs that varied with welding energy. The mechanical interlocking phenomenon and discontinuously distributed Mg₁₇Al₁₂ with low thickness were observed at the weld interface, which helped to improve the joint performance.     

镁/铝合金回填式搅拌摩擦点焊的组织与性能

选用5083铝合金和AZ31B镁合金为研究对象,研究焊接时间对异种合金回填式搅拌摩擦点焊接头的金属间化合物层和拉剪性能的影响.结果表明,当焊接时间为1 s时,Mg合金的流动性较差,接头中出现明显的孔洞缺陷;随着焊接时间的变长,孔洞缺陷消失.由于铝镁表面的氧化膜在焊接过程中被打碎且焊接温度高于铝镁的共晶温度,接头中心会形成一层液相层,焊后液相层凝固形成金属间化合物.接头的抗拉载荷随着焊接时间的延长先升高后降低,最优载荷在焊接时间为2 s时取得,为3.1 kN.     

旋转频率对镁/铝异种金属填充式摩擦点焊接头组织及力学性能的影响

以AZ31镁合金和5A06铝合金为研究对象,采用填充式摩擦点焊技术实现了镁/铝异种金属的有效连接,测试了不同旋转频率下摩擦点焊接头的剪切力,并观察和分析了旋转频率对焊点形貌、界面组织以及元素分布的影响规律.结果表明,随着焊接工具旋转频率的增加,焊点的剪切力先增加后减小,且在2400 r/min附近有最高的剪切力,约为1.9 kN.当旋转频率较低时,镁/铝之间界面反应不充分,无明显的界面层组织,甚至存在"未焊合"区.当旋转频率较高时,镁/铝间形成的界面层较厚(约5μm),界面组织明显,界面结合良好.     

不锈钢电弧铆焊焊点组织及力学性能

采用电弧铆焊的方法对3 mm+5 mm厚的0Cr18Ni9不锈钢钢板采用搭接形式实现连接. 通过优化焊接电流及其作用时间的参数匹配,以期得到最佳的焊点显微组织和力学性能. 采用X射线检测焊点缺陷的存在,使用金相显微镜研究焊点熔深和熔核尺寸的变化,使用电子万能试验机测试焊点的抗剪力. 结果表明,电弧铆焊焊点呈蘑菇状,与基体圆滑过渡,成形良好,无气孔、裂纹等宏观缺陷. 随着第一段和第二段焊接电流的增大,焊点的熔深和熔核尺寸,及焊点抗剪力随之增大. 优化的工艺参数下,熔深尺寸可达4.07 mm,熔核尺寸可达7.73 mm,抗剪力可达23.654 kN,满足生产需求.     

Effect of lattice matching degree and intermetallic compound on the properties of Mg/Al dissimilar material welded joints

The welding of Mg/Al dissimilar materials with different filler metal was investigated, and the quantities and kinds of intermetallic compounds were discussed. In addition, the matching degrees between base metal and intermetallic compounds were defined and calculated, and the effect of different quantities of each intermetallic compound on the property of welded seam was investigated. The results indicated that the welded seam was composed of Al₃Mg₂ and Al₁₂Mg₁₇ by Mg/Al directly gas tungsten arc butt welding, and only one intermetallic compound of MgZn₂ formed in the welding seam using Zn and Zn–xAl filler metal. The tensile strengths of the joints increased with the increase of the matching degrees between the intermetallic compounds and the base metal when the welded seam contained different intermetallic compound. Meanwhile, the tensile strengths of the joints are decreased with the increase of intermetallic compound content when the welded seams contained the seam intermetallic compound.     

超声波辅助钎焊镁铝异种金属接头微观组织研究

铝合金和镁合金都具有密度小,比强度高等优点,在航天、航空等行业得到了广泛的应用。但这两种金属焊接时极易生成脆性的金属间化合物,使其很难获得性能优良的接头。在钎焊时,如何选择钎料避免有害金属间化合物的生成,是获得铝/镁异种金属优质接头的关键。为此本文选用了Sn基和Zn基两种钎料,在大气下采用超声波辅助钎焊技术进行了6063铝合金/AZ31B镁合金的焊接,通过OM、SEM以及EDS能谱对比分析了两种钎料钎焊接头组织。实验结果表明,采用Sn基钎料,钎焊接头不会生成Mg-Al脆性金属间化合物,钎缝中会溶解Al元素,Al元素以Al基固溶体相和Ag（Al）相形式存在于钎焊接头中,并且在超声波作用时间达到4.5s时,Al元素均匀分布在整个钎缝中。采用Zn基钎料,钎焊接头中有大量脆性Mg/Al金属间化合物生成,同时在钎缝组织晶界处有第二相低熔点Sn颗粒的弥散分布。