6061-T6铝合金塑流摩擦点焊技术的改进

根据同种金属自我配对可提高摩擦因数的原理,利用改进的无针搅拌头对6061-T6铝合金进行了塑流摩擦焊。利用宏观形貌观察、拉伸试验等方法,分析了焊缝的拉伸断裂机制。研究表明,在搅拌头内嵌入与被焊材料相同的棒料,可增大搅拌头与工件间的摩擦力和黏附性,从而增大焊缝塑流区厚度。嵌入搅拌头中的棒料直径越大,焊接温升率就会越高。嵌入搅拌头棒料直径增大为10mm时,焊缝抗拉强度提高为250 MPa,达到母材强度的86%,为普通无针搅拌头焊缝的1.48倍。     

6061铝合金/镀锌钢DeltaSpot电阻点焊性能分析

采用DeltaSpot带极点焊机对6061铝合金和镀锌钢薄板进行点焊,研究了焊接电流对接头组织和力学性能的影响,分析了焊接接头的断裂机理。结果表明,点焊接头的熔核直径及压痕率随电流增大先上升后趋于稳定。随着电流增大,焊接接头中金属间化合物厚度先增后减,接头的抗拉剪强度先增后降。当焊接电流为15.5kA时,接头断口形式以脆性断裂为主,塑性断裂为辅。     

6061-T6铝合金回填式搅拌摩擦点焊疲劳性能分析

对6061-T6铝合金点焊接头进行单点疲劳试验,确定6061-T6铝合金回填式搅拌摩擦点焊的疲劳断裂原因,得出6061-T6铝合金的S-N曲线以及条件疲劳极限.通过对载荷水平为1.5 kN的6061-T6 RFSSW疲劳试样进行金相分析以及断口扫描分析,得到了6061-T6铝合金疲劳断裂原因以及疲劳断口特征.结果表明,6061-T6点焊接头中的钩状缺陷和上下板结合处缺口尖端的应力集中是造成疲劳破坏的主要原因,疲劳裂纹始于上下板搭接处焊点的钩状缺陷外边缘,即缺口尖端处;在焊接过程中,应通过优化工艺参数尽量减小钩状缺陷的尺寸以及降低缺口处的应力集中,从而提高焊点的疲劳寿命.     

6061-T6铝合金单轴时间相关循环变形行为

对6061-T6铝合金进行系统的单轴应变循环和应力循环实验，揭示该材料在室温和高温下的循环变形行为，讨论环境温度、加载速率、峰，谷值保持对其应变循环特性及棘轮行为的影响。结果表明，6061-T6铝合金表现出弱的循环软化特性，其棘轮行为不仅依赖于平均应力和应力幅值的大小，还依赖于加载历史。尽管该合金的单拉行为对应变率的变化不敏感，但其循环变形行为却体现出明显的时间相关特性，即；应变循环下，在峰／谷值有保持时的响应应力幅值明显小于没有保持时的值，且随着保持时间的增加，响应应力幅值将进一步减小；应力循环下，在峰值有保持时产生的棘轮应变比没有保持时的值大，且随着峰值保持时间的增加及应力率的降低，棘轮应变明显增大。     

6061-T6铝合金搅拌摩擦点焊接头微观组织与力学性能研究

对8 mm厚三层搭接结构的6061-T6铝合金进行搅拌摩擦点焊试验,并对对点焊接头的显微组织和力学性能进行研究。结果表明,接头微观形貌分为搅拌区、热力影响区、热影响区及母材区。当下压深度从7.0 mm增至8.2mm时,上层结合界面的完全结合区宽度从2.1 mm增至3.1 mm,下层结合界面的完全结合区宽度从2.0 mm增至3.0mm。接头硬度最低值在热影响区和热机影响区的交界处,搅拌区的平均硬度值随下压深度的增加而增大,最大值为73.4 HV。拉剪载荷与下压深度呈正相关的关系,随着下压深度从7.0 mm增至8.2 mm,拉剪载荷从8937 N增至16284N。在两个接合面处均发生断裂,断裂形式为剪切塞型混合断裂。     

A6061铝合金与Q235钢电阻点焊接头组织与性能

采用热补偿电阻点焊方法对A6061铝合金与Q235低碳钢进行焊接,探讨了焊接电流、电极压力对接头熔核尺寸和抗剪力的影响,观察分析了熔核界面区反应物形貌及分布等微观组织结构特征。试验结果表明,A6061铝合金与Q235低碳钢采用热补偿电阻点焊方法能在较低的焊接电流条件下获得具有较大熔核与较高抗剪力的点焊接头;接头熔核直径及抗剪力随焊接电流、电极压力的增大而增大;无飞溅条件下接头最大抗剪力为4.25 kN,对应的焊接电流为17.5 kA;接头界面处生成了主要由Fe2Al5和FeAl3构成的金属间化合物层。     

6061-T6铝合金MIG焊接工艺研究

以4 mm厚6061-T6铝合金轧制板材为研究对象,通过改变焊接线能量与送丝速度,研究了不同工艺参数下接头的显微组织和力学性能。结果表明,HAZ宽度和熔合区晶粒大小随线能量的增大而增大;当线能量为297 J/mm时焊接接头的抗拉强度为213 MPa,达到母材强度的73%。熔宽对送丝速度的变化较余高和熔深更敏感,送丝速度位于7.4~8.2 m/min范围内时,焊缝成形较好;在送丝速度为8.3 m/min时获得最大的抗拉强度239 MPa。断裂发生在热影响区,属于韧性断裂,表明热影响区为焊接接头最薄弱的位置。     

6061-T651铝合金薄板接头的焊接变形

基于有限元软件ABAQUS,开发可同时考虑材料非线性、几何非线性和移动热源的热-弹-塑性有限元计算方法来模拟焊接过程中的热-力学耦合行为。以3 mm厚的6061-T651铝合金薄板TIG焊单道重熔和MIG对接接头为例,模拟分析焊接过程中的温度场、残余应力和焊接变形。同时,采用实验方法测量两种焊接接头的横向收缩和面外变形。结果表明:数值计算所得到的横向收缩、角变形与实验测量结果十分吻合,验证所开发的有限元计算方法的有效性。此外,基于数值模拟结果和实验结果验证了铝合金薄板焊接接头面外变形的形成机理。     

高强钢与铝合金电阻点焊性能

针对高强钢DP590和铝合金Al6061利用电阻点焊专业有限元软件SORPAS进行模拟分析,分析了钢-铝点焊熔核形成过程的三个阶段,阐述了钢-铝电阻点焊的非对称温度场分布特点及由此产生的熔核偏移和双熔核特征;通过EDS等检测手段结合宏微观金相组织及试验过程中实测的焊接区动态电阻,揭示出点焊接头形成过程即熔融成液态的铝合金在钢-铝界面处向高强钢润湿铺展并扩散而形成熔-钎焊接头;焊接过程中铝原子扩散到钢中的原子分数达到40%左右,形成钢铝晶间化合物的厚度小于2μm.     

Quantifying residual stresses in resistance spot welding of 6061-T6 aluminum alloy sheets via neutron diffraction measurements

Residual strains of resistance spot welded joints of 6061-T6 aluminum alloy sheets were measured in three different directions denoted as in-plane longitudinal (σ₁₁), in-plane transversal (σ₂₂), and normal (σ₃₃). The welding process parameters were established to meet or exceed MIL-W-6858D specifications (i.e., approximately 5.7 mm weld nugget and minimum shearing force of 3.8 kN per weld confirmed via quasi-static tensile testing). Electron backscatter diffraction (EBSD) and optical microscopy (OM) were performed to determine grain size and orientation. The residual stress measurements were taken at a series of points along the weld centerline at depths corresponding to the weld mid-plane and at both 1 mm below the top surface of the plate and 1 mm above bottom surface. The residual stresses were captured on the fusion zone (FZ), heat affected zone (HAZ) and base metal (BM) of the resistance spot welded joint. Neutron diffraction results show residual stresses in the weld are approximately 40% lower than yield strength of the parent material. The maximum variation in residual stresses occurs, as expected, in the vertical position of the specimen because of the orientation of electrode clamping forces that produce a non-uniform solidification pattern. Despite the high anisotropy of the welding nugget and surrounding area, a significant result is that σ₃₃ measured stress values are negligible in both the horizontal and vertical directions of the specimen. Consequently, microstructure–property relationships characterized here can indeed inform continuum material models for application in multiscale models.     

附加超声对6061-T6铝合金/Q235钢搅拌摩擦焊搭接工艺优化

采用超声振动强化搅拌摩擦焊接工艺实现了6061-T6铝合金和Q235钢异种金属的有效连接,考察了超声能量对焊缝成形、接头组织、力学性能以及焊接载荷的影响.结果表明,施加超声能量可以显著改善焊缝表面成形,增加铝/钢界面区和焊核区的宽度.超声振动细化了焊核区和热力影响区的晶粒组织,改变了搭接接头的断裂机制和断裂位置,提高了...     

6061-T6铝合金微搅拌摩擦焊工艺

以0.8 mm厚6061铝合金微搅拌摩擦焊对接过程为研究对象,采用专用搅拌工具,通过温度场模拟进行工艺参数预选,研究了无倾角微搅拌摩擦焊的工艺参数对接头力学性能的影响,确定了与所设计微搅拌工具相匹配的工艺参数窗口;并采用光学显微镜、SEM扫描电镜对接头的微观组织、断口的形貌进行观察. 结果表明,在焊接速度为300 mm/min、转速14 000 ~ 24 000 r/min时,可以获得力学性能优越的焊接接头,抗拉强度均可达母材的70%以上;微搅拌摩擦焊缝微观组织的热影响区与传统搅拌摩擦焊相比,仅部分晶粒发生长大,仍有部分晶粒与基体保持一致无明显变化.     

轿车车身6061铝合金的中频点焊工艺及接头性能研究

为适应汽车轻量化的发展趋势,钎对某轿车车身专用厚度0.9 mm的6061铝合金板,采用中频点焊机进行电阻点焊试验.通过对不同点焊工艺参数获得的接头机械性能的对比,得出了对该种铝合金板点焊工艺参数的优化结果,使点焊接头具有较好的综合机械性能;试验发现,当电极压力增大时,适当提高焊接电流,延长焊接时间能显著提高点焊接头的疲劳寿命.     

Thermal stability and corrosion resistance of polysiloxane coatings on 2024-T3 and 6061-T6 aluminum alloy

Hybrid coatings based on polydimethylsiloxane-cured organically modified silicate were synthesized through a sol-gel technique. Amino-terminated siloxane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane and tetraethoxysilane were used as precursors for the hybrid coatings. These hybrid films were deposited via spin coating onto an aluminum alloy to improve the corrosion protection. The effects induced by the different molar ratio of silane on the chain dynamics, thermal stability and corrosion performance of the coated samples were investigated. The rotating-frame spin-lattice relaxation times and scale of the spin-diffusion path length indicated that the configuration of the hybrid films was highly crosslinked and dense. The thermal stability and the apparent activation energy, evaluated by van Krevelen's method, of the hybrid coatings depended on the molar ratio of silane. Potentiodynamic analysis revealed that the hybrid films provided good barrier and corrosion protection in comparison with untreated aluminum alloy substrates.     

6061-T6铝合金模板优化设计及力学性能分析

为了改善铝合金模板应用市场上的弊端,推进铝合金模板的发展,通过有限元分析软件建立ANSYS模型,对铝合金模板的标准尺寸、加劲肋个数、背楞的形状进行优化设计,得到优化后梁底铝模板的尺寸、楼板铝模板的尺寸、墙柱铝模板的尺寸.并且利用有限元分析,得到随着面板厚度的增加,模板的强度和刚度逐渐增大,但是整体的增加幅度不明显;随着...     

铝合金电阻点焊压力信号的动态特征分析

基于点焊焊接过程信息采集系统，研究铝合金电阻点焊压力信号的动态特征. 从时、频域角度对比分析飞溅焊点和正常焊点的压力信号，发现飞溅焊点压力信号会发生突变并具备明显的特征频率，而正常焊点无明显相关特征；采用db5小波对压力信号进行7层分解，获得不同频带下压力信号的时、频域波形及各层细节信号的能量比. 结果表明，根据信号的不同形态和特征，提取通电阶段压力信号的标准差、小波分解细节信号目标层的峰-峰值、能量比的最高值以及其所在层数，均可作为识别飞溅缺陷的特征指标.     

基于稳定分布的铝合金点焊接触电阻

接触电阻是电阻点焊熔核形成与数值模拟的重要参数,决定着点焊质量.采用电阻点焊接触电阻的计算模型与统计分析相结合的方法,通过模型计算工件/工件、工件/电极之间的接触电阻,并将其作为统计抽样检验的数据,研究接触电阻的分布规律.文中采用稳定分布去拟合工件间的接触电阻,并利用非参数统计Dn方法对拟合曲线进行检验.结果表明,所建立的计算模型正确,同时选用的稳定分布函数能更好的拟合工件间的接触点电阻,它们对研究电阻点焊有着重要的理论意义和实用价值.