镀锌钢一6016铝合金异种金属加入中间夹层铅的激光焊接

对1．2mm厚镀锌钢板和1．15mm厚6016铝合金平板试件进行了加入中间夹层铅的激光搭接焊试验,通过调整焊接工艺参数获得最佳焊接成形,利用卧式金相显微镜、扫描电镜、x射线衍射、微机控制电子万能试验机等手段研究了焊接接头各区域的金相组织、断口形貌、主要物相与接头力学性能．结果表明,在钢／铝激光焊中添加中间夹层铅,焊接接头的平均抗拉强度和断后伸长率分别为68．51MPa和2．37％,与没有加铅夹层相比,抗拉强度和断后伸长率明显提高;夹层铅的加入,改变了钢／铝界面的元素分布、物相组成及微观组织形态,焊接接头过渡区域Fe,Al,Zn,Mg,Pb元素的混合区宽度较大,除生成Fe—A1,Mg—Zn脆性金属间化合物外,产生了新的金属间化合物Mg2Pb,改善了焊缝金属的力学性能。     

异种金属和镀层金属的焊接

双相不锈钢与碳钢异种金属焊接研究综述 综述了近年来国内外双相不锈钢与碳钢异种金属的焊接研究进展。已有的研究结果表明,在焊接过程中,主要应考虑以下两方面的问题,一是接头凝固过渡层的形成易导致焊缝金属中生成脆性相而使接头的塑韧性下降;另一方面是接头界面合金元素碳的迁移使接头的力学性能和耐腐蚀性能下降。对此,提出了解决问题的工艺措施,并对双相不锈钢与碳钢异种金属的未来焊接研究进行了展望。图4参20     

铝铜异种金属冷压焊及其焊缝接头显微组织和性能

研究了铝铜异种金属冷压焊的焊接工艺,对铝和铜的焊接性能及冷压焊的焊接特点进行了分析.用冷压焊进行了铝铜异种金属对接接头的焊接试验,并对冷压焊的焊接工艺参数的选择进行了试验和分析.对焊接接头的显微组织、抗拉强度、抗弯强度、电阻性能、耐温度变化性能及接头耐高温性能进行了试验和分析,其结果为铝铜异种金属焊接在电气产品中的使用提供了依据.     

金属的焊接性

20095045厚板AZ31镁合金搅拌摩擦焊焊接接头的组织与性能／杨素嫒…／／焊接学报．-2009,30（5）：1～4 对10mm厚板A231镁合金成功进行了搅拌摩擦焊接,获得成形良好、表面光滑、元裂纹、无气孔的焊接接头。研究该搅拌摩擦焊接头不同区域的显微组织特征,并通过拉伸、冲击和硬度试验分析了焊接接头的力学性能。结果表明,焊缝中心区是均匀细小的等轴晶粒,热力影响区晶粒大小不均匀,     

金属的焊接性

20095045厚板AZ31镁合金搅拌摩擦焊焊接接头的组织与性能／杨素嫒…／／焊接学报．-2009,30（5）：1～4 对10mm厚板A231镁合金成功进行了搅拌摩擦焊接,获得成形良好、表面光滑、元裂纹、无气孔的焊接接头。研究该搅拌摩擦焊接头不同区域的显微组织特征,并通过拉伸、冲击和硬度试验分析了焊接接头的力学性能。结果表明,焊缝中心区是均匀细小的等轴晶粒,热力影响区晶粒大小不均匀,     

镁铝异种金属焊接研究现状与进展

综述了近年来国内外镁铝异种金属焊接的可行性和焊接方法的研究现状,对镁铝焊接的方法、特点、应用及组织演化特征进行了分析,认为镁铝异种材料焊接时,有效控制接头金属间化合物的组成、大小、形貌及分布状态是获得优质焊接接头的关键。对未来镁铝焊接的研究趋势进行了预测,认为镁铝的熔化焊接是一种高效且实用的焊接方法,具有广泛的应用前景,该方法的连接机理及失效分析还要需进一步研究和探讨。     

低相变点焊缝金属接头的焊接残余变形

试验中低相变点焊缝金属的固态相变温度在190℃左右，由于焊缝金属相变体积膨胀使其焊接接头的焊接残余变形降低。利用低相变点焊条LTrE和普通焊条E5015通过V形坡口对接接头和半V形坡口T形接头的角变形以及平板堆焊试验，探讨了焊缝金属固态相变对焊接变形的影响。两种接头角变形试验结果表明，LTTE焊条试件具有较小的角变形，其角变形分别为E5015焊条试件角变形的69．1％和64．3％；LTTE焊条平板堆焊试件出现反变形，在该试验条件下反变形挠度为-1．9mm，而E5015焊条试件的正变形挠度为2mm。这些试验结果为减小和控制焊接残余变形提供了一条有效的方法。     

TC4/OFC真空扩散焊接研究

对钛合金（TC4）与无氧纯铜（OFC）异种金属在真空条件下进行直接扩散焊接,可形成良好的TC4/ OFC焊接接头。测量其焊接强度及进行微区分析的结果表明,随着温度升高,焊接接头的抗拉强度先升高后下降,最佳焊接工艺参数为：焊接温度800 ℃,保温时间30 min,焊接压力5 MPa。在TC4/ OFC焊接接头的界面上形成了元素成分逐渐变化的互扩散层。由元素分析和断口的XRD分析结果可以看出,界面处生成的物相有Cu3Ti2、Cu4Ti3、CuTi、Cu4Ti等金属间化合物,断口的形貌表明接头断裂主要发生在接头的金属间化合物弱结合处,结合处的孔洞与铜钛金属间化合物的种类、厚度决定了TC4/OFC直接扩散焊接接头的强度。     

非铁金属的焊接

20106180TC6钛合金焊接工艺／伍碧霞／／电焊机．-2010，40（9）：89～91根据TC6钛合金组件的焊接和应用，研究了TC6材料的焊接工艺性。分别从组件的结构和技术要求、TC6钛合金的成分方面分析了TC6的焊接性，并对比试验了2种不同的焊接工艺方案获得的焊接接头。     

钎焊温度及保温时间对Sn-30Zn钎料钎焊Mg／AI异种金属组织和性能的影响

采用Sn-30Zn（质量分数,％）钎料对Mg/AJ异种金属进行低温钎焊．并利用扫描电子显微镜、电子探针研究了钎焊接头在不同焊接工艺参数下的微观组织演变过程,同时采用维氏硬度仪及万能力学性能试验机对接头的显微硬度和力学性能进行了测试．结果表明,当钎焊温度为330℃,保温时间为5s时,钎焊接头组织性能较好．接头组织主要分为近镁侧的Mg2Sn化合物层、近铝侧的A1．sn—zn固溶体层、焊缝中心三个区．焊缝中心区以Sn—zn的过共晶组织为基底,上面弥散分布着Mg2Sn相,铝基固溶体相．接头的最佳平均剪切强度为60．47MPa．     

镁/铜异种金属激光填丝熔钎焊接特性分析

对T2纯铜板与AZ31B镁合金板以搭接接头形式进行激光填丝熔钎焊试验,研究了等热输入下激光功率对镁/铜界面附近物相结构、分布和接头性能的影响. 结果表明,在适当的焊接工艺参数下可获得成形良好并具一定强度的镁/铜搭接接头,抗剪强度最大可达164.2 MPa,为镁合金母材的64%. 激光功率较低时,镁/铜界面主要为极薄的Mg-Cu共晶组织. 当激光功率较高时,从焊缝侧到铜侧,界面组织为α-Mg+(Mg,Al)2Cu共晶组织/Mg2Cu+Cu2Mg金属间化合物/Mg-Al-Cu三元化合物/Mg2Cu+Cu2Mg金属间化合物;焊缝侧到铜侧,硬度先增大而后突然减小,再缓慢增大,结合面附近达到最大硬度165 HV. 金属间化合物是影响焊接接头性能的主要因素,接头在此处发生脆性断裂.     

LF2铝合金与Q235钢加入中间Cu层电子束焊接接头组织及形成机理

对2 mm厚的LF2铝合金和Q235钢平板试件进行了加入中间过渡层金属Cu的电子束对接焊接试验,利用光学金相、扫描电镜及能谱分析等方法研究了接头各区域的组织结构和成分分布.结果表明,接头可分为三个焊缝组织区域,其中靠近钢侧的焊缝区主要为Fe基固溶体,并含有少量金属间化合物;靠近铝侧的焊缝区为含有Fe-Al系及Al-Cu系金属间化合物的Al基固溶体;焊缝中部区为呈层带状分布的多种Fe-Al以及Al-Cu脆性金属间化合物混合区.分析认为虽然引入了铜过渡层,但在焊缝中依然有较多金属间化合物生成,特别是焊缝中部区域上,呈连续层带状分布的多种脆性金属间化合物的产生是影响接头强度的主要因素.在对接头组织结构分析的基础上,建立了描述LF2/Q235异种金属电子束对接接头形成过程的物理模型.     

铜/钛合金电子束焊接工艺优化

研究了QCr0.8/TC4电子束焊接工艺及接头组织,由于铜合金热导率高而熔化量较小,以及焊缝中生成大量脆性金属间化合物相,因此对中焊时接头强度较低.采用偏铜侧进行非对中电子束焊接,接头抗拉强度随偏束量的增大而增高,偏束量为0.8mm时接头最高抗拉强度为270.5MPa.断裂发生在TC4侧熔合线处,为脆性准解理断裂特征.偏铜焊时接头成形得到改善,焊缝包括熔合区及TC4侧反应层两部分.熔合区主要由铜基固溶体组成,硬度较TC4母材有所降低.反应层成分过渡较大,含有多种金属间化合物相.随着工艺参数的变化,反应层厚度也发生变化,从而对接头性能产生影响.     

转速对6061铝合金/纯铜异种金属搅拌摩擦焊接头组织与性能的影响

采用搅拌摩擦焊技术对4 mm厚6061-T6铝合金和纯铜进行连接,研究转速对铝铜异种金属接头组织与力学性能的影响。结果表明,当焊接速度为30 mm/min、搅拌头转速在1 200~1 800 r/min的范围内,可以获得表面成形良好、无缺陷的铝铜异种金属接头。大量破碎的铜被搅入焊核区,形成了组织结构复杂的区域。通过EDS和XRD分析,在焊核区内发现了Al_2Cu、Al_4Cu_9和Al Cu金属间化合物。在界面处,铝和铜发生相互扩散形成金属间化合物层,随着转速的提高,化合物层逐渐变厚。由于晶粒细化、固溶强化作用以及金属间化合物的生成,异种接头的焊核区平均显微硬度值高于铝铜两侧平均硬度,并且在焊核区出现硬度峰值点。随着转速的增加,接头抗拉强度呈现先增大后减小的趋势,所得最优接头抗拉强度为183 MPa,达到铜母材的71.8%,断裂位置位于铝侧热影响区,断裂方式为韧性断裂。     

Cold metal transfer welding–brazing of magnesium to pure copper

Magnesium alloy AZ31B and pure copper T2 were lapped and joined by cold metal transfer (CMT) welding–brazing method by AZ61A magnesium alloy wire with a 1·2 mm diameter. Results indicated that a satisfied Mg/Cu CMT welding–brazing joint was obtained in the stable welding processes with no spatter. The joint was composed of Mg–Mg welding joint formed between the Mg weld metal and the Mg base metal, and Mg–Cu brazing joint formed between the Mg weld metal and the local molten Cu base metal. The microstructure and the intermetallic compound (IMC) distribution were inspected and analysed in detail. The interfacial reaction layers of the brazing joint consisted of Mg₂Cu, Al₆Cu₄Mg₅, MgCu₂ and Mg₁₇Al₁₂ IMCs. The tensile shear strength of the Mg/Cu CMT welding–brazing joint could reach 172·5 N mm^?1. In addition, two different fracture modes were observed: at the fusion zone and at the brazing interface.     

Preparation of bimetallic nano-composite by dissimilar friction stir welding of copper to aluminum alloy

Butt friction stir welding between pure copper and AA5754 alloy was carried out. Reinforcing SiC nano- particles were utilized in friction stir welded (FSW) joints to decline the harmful effects of intermetallic compounds. Tensile tests, micro-hardness experiments, scanning electron microscopy and X-ray diffraction analysis were applied to studying the properties of welded joints. The joints with a travel speed of 50 mm/min and a rotation speed of 1000 r/min showed the best results. The presence of nano-sized SiC particles reduced the grain size of aluminum and copper in the stir zone (SZ) from 38.3 and 12.4 μm to 12.9 and 5.1 μm, respectively. The tensile strength of the joint in the presence of reinforcing SiC nano-particles was ~240 MPa, which is ～90% of that for the aluminum base. Furthermore, the highest microhardness of the weld zone was significantly increased from HV 160 to HV 320 upon the addition of SiC nano-particles. The results also showed that raising the heat generation in FSW joints increased the amount of Al₄Cu₉ and Al₂Cu intermetallic compounds.     

Electron beam welding of SiCp/2024 and 2219 aluminum alloy

SiC_p/2024 matrix composites reinforced with SiC particles and 2219 aluminum alloy were joined via centered electron beam welding and deflection beam welding, respectively, and the microstructures and mechanical properties of these joints were investigated. The results revealed that SiC particle segregation was more likely during centered electron beam welding (than during deflection beam welding), and strong interface reactions led to the formation of many Al₄C₃ brittle intermetallic compounds. Moreover, the tensile strength of the joints was 104 MPa. The interface reaction was restrained via deflection electron beam welding, and only a few Al₄C₃ intermetallic compounds formed at the top of the joint and heat affected zone of SiC_p/Al. Quasi-cleavage fracture occurred at the interface reaction layer of the base metal. Both methods yielded a hardness transition zone near the SiC_p/2024 fusion zone,and the brittle intermetallic Al₄C₃compounds formed in this zone resulted in high hardness.     

添加铜箔中间层的NiTi形状记忆合金超声波焊接

采用超声波焊接方法对添加铜箔中间层的NiTi形状记忆合金进行搭接焊,研究接头的表面形貌、界面形貌、相变行为、抗拉性能和断裂特点. 结果表明,超声波焊接能实现添加铜箔中间层的薄片状NiTi形状记忆合金的有效连接. NiTi焊缝表面存在明显压痕,界面处结合良好,无金属间化合物生成. NiTi形状记忆合金超声波焊缝呈可逆单相转变过程,接头强度达到母材的65%,断裂位置在母材区,断口形貌呈现韧性断裂特征. 超声波焊接方法将有效解决NiTi形状记忆合金采用传统熔焊方法时产生脆性金属间化合物的这一问题,为NiTi记忆合金的连接提供了新的解决途径.     

30CrMnSi/Cu/V/TC4电子束焊接试验研究

使用Cu/V中间层实现了30CrMnSi合金钢与TC4钛合金的电子束焊接,探究了接头组织和性能特征。结果表明,通过添加Cu/V过渡层金属可以避免Ti-Fe元素的直接混合反应生成脆硬的金属间化合物。焊缝不同区域分布着不同组分及性能的特征相,靠近钢侧焊缝为偏聚形成的富Fe相与富Cu相,靠近钛侧焊缝在形成Ti-V固溶体的同时也形成了少量Ti-Cu金属间化合物。接头的抗拉强度最高为418 MPa,接头失效于焊缝与30CrMnSi母材界面处的熔合线位置。     

薄板TC4钛合金脉冲电子束焊接技术研究

脉冲电子束焊接是指将电子束流调制成脉冲方波的形式进行焊接的一种先进技术。脉冲束流能提高被焊金属蒸发率,从而提高焊接效率、增加焊缝深宽比。本文采用常规直流电子束和不同频率脉冲电子束对1.2 mm薄板TC4钛合金进行了焊接工艺试验,并对接头进行了微观组织与力学性能检测。结果表明：脉冲电子束焊接能够形成无熔合缺陷的焊缝,随着频率的增加,焊缝咬边和背面余高减小,表面成形得到改善;由于焊接热循环变化,脉冲束流可加快熔池冷却速度,细化组织晶粒;直流和脉冲电子束焊接接头拉伸时均断裂在母材区,拉伸强度不低于母材;高频脉冲电子束可提升焊接接头塑性和焊缝区、热影响区的显微硬度,频率为10 kHz时,焊接接头的断后伸长率可达14.9%,约为母材的80%,焊缝区和热影响区的显微硬度分别为375 HV和368 HV。