镀锌钢/铝合金激光熔钎焊接头组织及力学性能

为实现铝/钢异种材料的有效连接,采用激光熔钎焊对厚度均为2 mm的镀锌钢/5052铝合金进行搭接试验(铝上钢下).随着激光功率的增大(2400～2800 W),焊缝抗剪强度先增大后减小;激光功率为2400 W、2500 W时,有未焊透、未熔合等缺陷;激光功率为2600 W时抗剪强度达到最大值164.4 MPa,焊缝无表...     

铝合金／镀锌钢TIG熔钎焊接头界面组织及力学性能

采用TIG熔钎焊进行了铝基钎料在镀锌钢板上的润湿铺展试验及铝合金与镀锌钢板的搭接试验,分析了钎料在钢表面的润湿铺展性,研究了接头界面组织,并测试了接头力学性能.研究结果表明,在1rIG电弧热源作用下铝基钎料在镀锌钢板上润湿铺展良好,钢板未熔化,润湿角<20°;获得了较好的铝合金与镀锌钢搭接接头,钢母材侧为钎焊连接,金属间化合物层厚度<9.0 um,从焊缝侧到钢侧金属间化合物经历了FeAl3-Fe2Al5+FeAl2→FeAl2+FeAl的转变,铝母材侧为熔焊连接,焊缝晶粒尺寸明显增大;搭接接头存在局部"未钎合"缺陷,成为裂纹根源,导致接头断裂在焊根附近的焊缝上,抗拉强度仅有90 MPa.     

铝/钢CMT熔-钎焊接头微观组织及力学性能研究

使用CMT熔-钎焊技术以ER4043(A1Si5)焊丝作为填充金属对6061铝合金及表面预涂特种钎剂的304不锈钢异种材料进行了焊接。使用SEM、EDS、XRD及显微硬度试验对焊接接头的显微组织及力学性能进行了研究。结果表明:铝和不锈钢的CMT熔-钎焊缝成形良好,且熔化的焊丝向不锈钢侧铺展比较理想。焊接接头由热影响区、熔合区及钎焊界面层组成。热影响区及熔合区的组织为α-Al固溶体和Al-Si共晶相;在钎焊界面层形成一定厚度的化合物层,主要为FeAl_2相及Al_(0.5)Fe_3Si_(0.5)三元相。拉伸断裂于焊缝/钎焊界面层,断口为脆性断裂,接头强度为84.1MPa。     

焊接热输入对铝/镀锌钢CMT熔-钎焊接头组织与性能的影响

采用ER4043焊丝对5052铝/Q235镀锌钢进行CMT熔-钎焊,研究焊接热输入对接头组织及性能的影响.结果表明,焊缝熔宽、热影响区粗化程度、界面层硬度及厚度均随热输入的增加而增大,过热组织粗化导致拉伸试样在铝母材热影响区断裂.熔焊区组织主要为垂直于基底向焊缝中心生长的α-Al树枝晶及Al-Si共晶组织,钎焊区界面层厚度在2.55~6.86μm之间,铝侧界面主要为FeAl₃金属间化合物,呈凹凸不平锯齿状;钢侧界面平滑,主要为Fe₂Al₅(热输入较低时)或FeAl₂,FeAl(热输入较高时).     

AZ31镁合金/镀锌钢异种金属TIG熔钎焊接头组织与力学性能研究

以AZ31B镁合金焊丝为填充材料,采用TIG熔钎焊工艺对AZ31B镁合金板与镀锌钢板进行连接。采用光学显微镜、SEM、XRD、万能拉伸试验机等检测方法研究了焊接电流对AZ31B镁合金/镀锌钢熔钎焊接头微观组织及力学性能的影响。结果表明:采用TIG熔钎焊工艺可以实现AZ31B镁合金与镀锌钢的可靠连接,接头具有典型的鱼尾纹特征。当焊接电流较小时,镁/钢界面有大量孔洞生成,接头结合强度较低;当焊接电流大于75A时,镁/钢界面有Mg_(32)(Al,Zn)_(49)、Al_2Mg和Al Fe_3等金属间化合物生成,镁/钢接头具有最大的抗拉强度210 MPa;随着焊接电流继续增大,镁/钢界面的脆性反应层逐渐增厚,接头力学性能有所降低。     

焊接速度对镁合金与镀铜钢CMT熔钎焊接头组织和力学性能的影响

采用AZ31镁合金焊丝为填充材料,对AZ31B镁合金和镀铜钢进行冷金属过渡(CMT)熔钎焊连接,利用光学显微镜、SEM、XRD、万能拉伸试验机分析了不同焊接速度对焊接接头的微观组织和力学性能的影响。实验结果显示:焊接接头主要分为富铜区、焊缝区、钎焊区、热影响区和母材;焊缝区是由α-Mg固溶体、Mg-Al相和Mg-Cu相组成。在焊接速度为300 mm/min时,镁合金在镀铜钢表面润湿铺展较好,所得焊接接头成型美观,焊接接头载荷最大,可达3.99 kN。     

5754铝合金/镀锌钢CMT焊接接头微观组织和力学性能的研究

分别选用ER4043焊丝和ER4047焊丝,采用CMT焊对AA5754铝合金板和DC56+Z50镀锌钢板异种材料进行焊接,通过拉伸、弯曲、疲劳以及金相分析等试验对铝/钢焊接接头力学性能与显微组织进行了研究.结果表明:在CMT电流模式下,采用ER4043焊丝和ER4047焊丝均能得到成形良好的焊接件.拉伸断裂在铝侧焊缝,...     

钢/铝异种金属双熔池TIG熔钎焊接头的显微组织与力学性能

采用电弧加热镀锌钢板,通过热传导使铝合金熔化,形成两个互不接触的熔池,实现钢/铝异种金属搭接熔钎焊;利用扫描电镜(SEM)与能谱(EDS)对连接界面的微观组织进行观察与分析.结果表明:在连接界面形成两种金属间化合物,一种为接近铝合金母材呈针状或絮状的FeAl3,另一种为接近钢呈舌状或条状的Fe2Al5;反应层FeAl3的厚度在连接界面上的分布大致均匀;而反应层Fe2Al5的厚度从焊缝中心向两侧逐渐变薄;随着焊接线能量的升高,接头的承载能力呈先增大而后减小的趋势,最高承载能力可达177.2 N/mm,为铝合金母材强度的84％.     

3003铝合金中温钎焊接头力学性能与显微组织

采用不同Al元素含量的中温Zn-Al钎料钎焊3003铝合金,研究了钎焊接头的力学性能及显微组织.结果表明,使用改进的CsF-AlF3钎剂,Zn-Al钎料在3003铝合金上具有良好的铺展性能.随着Al元素含量的增加,钎料在3003铝合金上的铺展性能明显改善,当Al元素含量为15%(质量分数)时铺展面积达到最大.且钎焊接头...     

DP590镀锌双相钢CMT焊接接头显微组织及力学性能

针对汽车制造中薄板焊接质量问题及鉴于汽车行业对镀锌双相钢的大量需求,在弧长修正系数为0,送丝速度为3.0 m/min,焊接速度为400 mm/min的焊接工艺参数下,对1.0 mm厚的DP590镀锌双相钢进行了CMT搭接焊试验,并通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜与维氏硬度计等设备研究了焊接接头的显微组织与力学性能。试验结果表明,CMT焊接DP590镀锌钢能够得到成形良好的焊接接头。焊缝组织主要为板条马氏体,粗晶区由板条马氏体和少量铁素体组成,细晶区组织多为马氏体及少量贝氏体,不完全相变区中的铁素体含量增加,马氏体含量减少;焊接接头拉伸试验断裂位置在不完全相变区,属于塑性断裂,最大载荷为10.48 kN,与母材接近。焊缝平均硬度值最高,约为260 HV,不完全相变区显微硬度值最低,约为170 HV。该研究为DP590镀锌双相钢薄板CMT焊接提供工艺参考,对汽车轻量化生产制造具有重要的工程意义。创新点： (1)针对汽车用钢薄板焊接的难点,提出具有低热输入焊接特点的CMT工艺。(2)研究DP590镀锌双相钢CMT焊接接头显微组织及力学性能,研究结果可为工厂实际生产提供理论依据与数据支持。     

铝/钢CMT熔钎焊接头剥离强度的数值模拟研究

采用CMT(冷金属过渡)熔钎焊方法,对低碳镀锌钢板与AA6061铝合金板进行焊接,并建立接头剥离试样有限元模型,对剥离时板材受力情况及界面层破坏模式进行了数值模拟。结果表明,铝/钢CMT熔钎焊接头剥离强度仅为剪切强度的1/50,模拟结果与试验结果比较吻合,解释了剥离强度远低于剪切强度的原因。     

铝/黄铜异种金属TIG熔钎焊接头显微组织与力学性能

采用Zn-2%Al(质量分数)药芯焊丝对5052铝合金和H62黄铜进行TIG熔钎焊搭接试验,并对接头显微组织、界面层结构及力学性能进行分析。结果表明:Zn-2%Al药芯焊丝在黄铜母材表面润湿性良好,能够获得较好的铝/黄铜熔钎焊接头。在黄铜侧过渡区形成块状和条状的Al Cu脆性金属间化合物相,同时在黄铜侧界面处形成Cu9Al4、Cu Zn金属间化合物层。随焊接热输入的增大,界面层厚度先增大后减小,接头拉伸载荷也是先增大后减小。焊缝中心区及界面层的显微硬度高于铝和黄铜母材的。接头拉伸时断于黄铜侧界面区,且断口为解理断裂。     

铝合金/镀锌钢板脉冲MIG电弧熔-钎焊接头组织与性能

采用数字化脉冲MIG焊机,以ER4043焊丝为填充材料.实现了6013-T4铝合金薄板与镀锌钢板的熔-钎焊接,研究了焊接热输入对接头组织和性能的影响,结果表明,在熔-钎焊接头熔化焊缝焊趾处存在主要由Zn-Al共晶体、富A1的α固溶体和Fe3Al组成的富Zn区:钎焊界面上的Fe-Al金属间化合物层厚度在1.05-4.50μm之间.且随焊接热输入的增加而增大.Fe-Al金属间化合物呈"锯齿"或"舌"状向焊缝内生长,主要为FeAl₂,Fe₂Al₅和Fe₄Al₁₃.随着焊接热输入的增大,熔-钎焊接头的抗拉强度先增大而后减小.在850 J/cm的热输入下达到229 MPa,拉伸后在铝合金焊接热影响区发生断裂,为塑韧性断裂;当焊接热输入较小时接头在钎焊界面断裂,属于脆性断裂.     

铝/钢微束等离子熔钎焊接头组织及力学性能

采用微束等离子焊接方法进行6010铝合金/镀锌钢对接熔钎焊工艺试验,在合适的工艺参数下获得成形良好的铝/钢熔钎焊对接接头,采用金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪、拉伸试验机等多种测试手段对所得接头形貌、微观组织及力学性能进行分析. 结果表明,所得接头焊缝正、背面铺展良好,无气孔、裂纹、夹渣等明显缺陷,为典型的铝/钢熔钎焊对接接头;接头界面处形成锯齿状的Fe₂Al₅金属间化合物,且金属间化合物层厚度和焊缝铺展宽度共同决定了接头强度,当焊接电流为38.5 A时,熔钎焊接头抗拉强度为193 MPa,为铝母材的79.8%,接头断裂形式为韧脆混合断裂.     

铝/钢光纤激光填充粉末熔钎焊接头界面组织与力学性能

采用经积分镜整形为矩形的光纤激光光斑,对AA6061/镀锌钢异种金属接头进行了激光填充粉末熔钎焊连接,并分析了接头连接界面的显微组织及其对接头力学性能的影响.结果表明,选择优化的焊接参数,获得了成形饱满、无裂纹气孔等缺陷的焊缝;熔钎焊接头的金属间化合物组织由层状和枝晶状两部分组成.层状金属间化合物组织由Fe2Al5组成,枝晶状金属间化合物组织由τ1(Al2Fe3Si3)和Fe4Al13组成;拉伸试样均断裂在钎料/镀锌钢界面,断口呈脆性断裂特征.接头机械抗力水平由连接界面宽度与金属间化合物层最大厚度的比值决定.     

不同工作模式下7075铝合金/镀锌钢冷金属过渡熔钎焊接头组织及性能研究

采用Fronius TPS5000i系列CMT焊机的CMT-ADV、CMT和CMT-P三种工作模式对7075高强铝合金/镀锌钢进行熔钎焊试验。通过光学显微镜、扫描电镜、能谱分析和拉伸试验研究不同工作模式对接头组织及性能的影响。试验结果表明:三种模式均可获得成形良好的焊缝,在焊接速度和送丝速度相同的条件下,CMT-ADV模式接头高度最高;CMT-P模式接头宽度最大。接头均可分为富锌区、界面区、焊缝区和热影响区,焊缝区组织为树枝晶。CMT-ADV和CMT模式接头界面区厚度分别为2μm和4μm,组织为FeAl_3;CMT-P模式接头界面区厚度达到10μm,由铝侧的FeAl_3和钢侧的Fe_2Al_5组成。CMT-P模式接头承受载荷最大,达到7668 N,断裂在焊接接头熔合区附近。     

汽车用铝合金/钢异种金属钎焊接头显微组织和力学性能

采用Al-Si钎料对Al/steel进行钎焊,研究了钎料对母材的润湿性。采用万能试验机和显微硬度计测试了焊接接头的力学性能,用SEM,EDS对焊接接头的显微结构和断口形貌进行了分析。结果表明,Al/Al-Si/steel钎焊接头剪切强度随保温时间的增加先增加后减小,最大值达到56 MPa。焊接接头焊缝由靠近铝侧反应层和靠近钢侧反应层组成,焊缝处显微硬度高于两侧基体。     

Al/Ti异种金属TIG熔钎焊接头的显微组织及力学性能

以AlMg3焊丝对5052铝合金和Ti-6Al-4V钛合金进行TIG熔钎焊,获得了同时具有熔焊和钎焊双重特征的接头。采用 BSE、EDS、XRD以及万能拉伸试验机对铝/钛熔钎焊接头微观组织及力学性能进行了研究。试验结果表明：在焊接过程中将钨极中心向铝合金一侧偏离焊缝中心线0.8 mm时,铝/钛接头钎焊界面形成2~4 μm厚的锯齿状TiAl3反应层。在拉伸试验中,接头断裂发生在铝合金母材,最高抗拉强度达到185 MPa。     

不锈钢电子束钎焊接头显微组织和力学性能研究

采用BNi-2及BПP-1钎料电子束钎焊1Cr18Ni9Ti不锈钢,并分别对接头进行了显微组织和力学性能分析.结果表明:2种钎料形成的接头显微组织主要都是固溶体,BПP-1钎料形成的接头抗剪强度比BNi-2钎料的高,这与其各自的组织有关.