Si对铝/钢MIG熔钎焊接头界面组织的影响

采用MIG熔钎焊方法,分别选用Al-Si、Al-Mg铝合金焊丝对5052铝合金和镀锌钢板进行了搭接焊。使用扫描电镜、X射线能量色散谱仪对铝/钢焊接接头界面组织进行了分析,研究了合金元素Si对铝/钢焊接接头界面组织的影响。研究结果表明,合金元素Si减小了铝/钢界面反应层金属间化合物Fe_2Al_5的厚度,改变了界面反应层Fe_2Al_5和FeAl_3的形态;合金元素Si在金属间化合物Fe_2Al_5中有明显富集现象,且在焊缝金属中的少量合金元素Si还参与了Al-Fe-Si三元金属间化合物的形成。     

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。     

含Cu的复合钎剂对铝/钢熔钎焊接头组织性能的影响

采用双熔池TIG熔钎焊方法,对不锈钢与铝合金焊接接头进行了试验制备,研究了Nocolok复合钎剂中添加Cu时,熔钎焊接头界面组织及力学性能的变化。研究发现,采用含Cu的复合钎剂,熔钎焊层致密性提高,与基体界面结合良好,熔钎焊层的组织形态得到改善;熔钎焊层所形成的金属间化合物中,靠近不锈钢侧由原来的Fe_2Al_5相转变为含Cu的α-Fe相,在铝合金侧则由原来的絮状FeAl_3~+Al共晶相转变为锯齿状的Fe_4Al_(13)相,该结构相中的部分Fe原子被Cu原子取代,形成(Fe,Cu)_4Al_(13)。力学性能测试表明,随着复合钎剂中Cu含量增加,熔钎焊接头的剪切强度先增后降;与纯复合钎剂相比,接头剪切强度明显提高,以Cu含量为15wt%时熔钎焊接头的强度最高。     

铝合金与不锈钢电阻点焊接头界面反应物分析

铝合金A5052和奥氏体不锈钢SUS304通过电阻点焊形成的接头,其界面反应层由靠近铝合金侧的Fe_2Al_5,FeAl_3的混合层及靠近不锈钢侧的FeAl_2层所构成。同时,在高倍电子显微镜下可以观察到位于接头界面附近铝合金中的反应块。通过对高分辨电子显微图像(HRTEM)和电子衍射斑点(SADP)的分析,得知这些反应块是一种组织为AlFeCr的六方结构晶体,其晶格常数a=2.451 nm,c=0.758 nm。     

Fe-Al基金属间铝化合物层在酸性条件下的显微组织演变和腐蚀行为（英文）

采用压力辅助固态扩散结合技术在430 (Fe-Cr)和304 (Fe-Cr-Ni)不锈钢基体上制备两种Fe-Al基金属间铝化合物层,并与在纯铁上制备的铝化合物层进行比较。采用SEM、EDS和EBSD分析铝化合物层的显微组织和存在的金属间化合物物相。Al和基体发生相互扩散,生成在Fe_4Al_(13)基体上弥散分布的Cr_2Al_(13)网状结构。采用失重实验、OCP、Tafel曲线和EIS实验研究金属间化合物层在0.5mol/L盐酸溶液中的腐蚀行为。结果表明,与纯铁上的铝化合物层相比,同时添加Cr和Ni后,304不锈钢上铝化合物层的耐蚀性提高了十几倍,而430不锈钢铝化合物层中裂缝的存在使得腐蚀介质渗透至基体,提高了腐蚀速率。此外,采用XRD分析腐蚀产物。结果表明,Cr和Ni的添加能促进耐蚀相的形成,从而提高不锈钢上金属间铝化合物层的耐蚀性。     

冷轧复合铝-铝-钢界面金属间化合物的生长行为

对冷轧复合4343铝/4A60铝/08Al钢三层复合带材进行不同温度和时间的退火,借助金相显微镜、扫描电镜和EDAX能谱仪以及X射线衍射仪对复合界面结合区进行组织观察、元素成分线扫描分析和EDS能谱分析及XRD物相分析,研究复合界面金属间化合物的生长行为。结果表明：当退火温度较高时,4343中含量较高的Si向4A60中进行了较大程度的扩散;铝-钢复合界面在600 ℃保持1 h退火时有金属间化合物产生;随着退火温度的升高和退火时间的延长,复合界面金属间化合物由一层增加至三层,化合物主要由Fe₄Al₁₃和Fe₂Al₅组成;铝-钢复合界面金属间化合物的生长由扩散控制,其增厚符合抛物线规律,界面金属间化合物的生长激活能为14.4 kJ/mol。     

铜/铝固态界面金属间化合物的生长行为

在573～773 K温度范围内对铜铝冷轧复合板进行退火处理。观察、分析了铜铝固态界面金属间化合物的演变行为,从扩散动力学的角度分析了界面相的形成机制和长大机制。结果表明:退火处理后试样界面反应层由靠近Al侧的Al_2Cu、靠近Cu侧的Al_4Cu_9以及处于二者之间的AlCu三层金属间化合物构成,其形成序列为Al_2Cu、Al_4Cu_9、AlCu;界面金属间化合物生长控制机制由前期的反应控制和后期的扩散控制两部分构成;退火温度越高,反应机制控制阶段终了时间越早。     

Si和Zn对铝/钢异种金属熔钎焊接头界面组织的影响

采用脉冲旁路耦合电弧MIG熔钎焊方法用ER4043铝合金焊丝对5052铝合金/镀锌钢异种金属进行搭接焊,通过扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪对所获得的铝/钢连接界面进行了分析与研究。结果表明:焊接接头焊趾处是一个Zn的富集区,通过对该区域组织进行分析发现,焊趾处的物相由靠近钢侧的Fe2Al5Zn0.4和焊缝中的Al-Zn固溶体组成。焊缝中的Si元素参与了界面处化合物层的反应,并生成了Al8Fe2Si三元金属间化合物,该三元金属间化合物沿着焊缝侧金属间化合物Fe Al3的边缘分布。进一步线扫描发现:Si元素在整个界面反应层中有明显富集现象。此外,在测试结果的基础上对Fe-Al-Si三元金属间化合物的生长过程进行探讨。     

6061铝合金与H60铜合金TIG热导焊接头组织与性能

采用TIG电弧加热H60铜合金,依靠热传导使6061铝合金熔化,从而实现铝/铜异种金属的可靠连接。使用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射(XRD)等分析测试方法对铝/铜接头微观组织进行观察和分析;研究了不同焊接电流对铝/铜接头界面组织和力学性能的影响。结果表明:铝/铜接头界面组织为铜合金母材/Al_4Cu_9反应层/Al_2Cu反应层/α-Al+Cu_5Zn_8+Al_2Cu相/铝合金母材;随着焊接电流的增加,靠近铜合金母材侧Al_4Cu_9+Al_2Cu反应层的厚度逐渐增加,当焊接电流达到110 A,接头界面处可以观察到明显的裂纹;随着焊接电流的增加,铝/铜接头的拉伸载荷呈现出先上升后下降的趋势,最大拉伸载荷为1.67 kN。     

等厚4343/4A60铝合金板轧制复合变形规律及其界面结合行为

试验以4343铝合金和4A60铝合金为研究对象,在加热至450℃条件下进行一道次热轧复合,获得不同压下量条件下的4343/4A60铝合金热轧复合板,然后采用多道次冷轧轧薄至最终厚度为0.4 mm。通过分析热轧复合和后续冷轧薄过程中两组元层铝合金的厚比变化、显微硬度变化规律及复合界面元素的扩散状态,探讨了等厚铝钎焊层/铝过渡层热轧复合过程中的变形规律及界面结合行为。结果表明,在热轧复合和冷轧过程中,4343铝合金和4A60铝合金组元层厚比变化波动较小,与初始层厚比相同,两种金属变形规律基本一致;通过对热轧复合板厚度方向的显微硬度测量,得到在4A60铝合金层靠近界面附近显微硬度值有明显升高的现象,通过扫描电镜对复合界面进行能谱仪分析,发现热轧后复合界面4343铝合金侧有硅元素向4A60铝合金侧扩散现象,说明铝合金热轧复合的界面结合为牢固的冶金结合。     

银中间层对钢/铝激光双道焊接头组织与性能的影响

对钢/铝接头直接采用激光焊接时,接头极易产生脆性Fe-Al金属间化合物.针对该问题,采用激光双道焊接方法研究了银中间层对304不锈钢/6061铝合金焊接接头微观组织及力学性能的影响.结果表明,预置银为中间层,采用双道激光焊接工艺,焊后接头成形良好;组织分析表明,焊缝区域明显分为靠近铝侧的区域A和靠近钢侧的区域B,区域A由富银相和富铝相混合组成,区域B由纯银(区域B1)和奥氏体相(区域B2)组成.此外,焊缝中未出现脆性Fe-Al金属间化合物.力学性能测试结果显示,断裂发生在接头处的纯银区,抗拉强度为175.59 MPa,断后伸长率约为3％.     

5083铝合金/E36钢熔钎焊接头组织及力学性能

文中采用Zn-Al22药芯焊丝实现了4 mm厚5083铝合金与E36钢异种材料的TIG熔钎焊。重点研究了焊接电流对铝/钢熔钎焊接头成形、界面金属间化合物以及抗拉强度的影响。结果表明,熔钎焊接头钢侧界面生成了η-Fe_2Al_5Zn_x金属间化合物层,其中还分布有少量δ-FeZn_(10)相;随着焊接电流逐渐增大,焊缝金属在E36钢表面的润湿铺展逐渐提升,熔宽逐渐增大,η-Fe_2Al_5Zn_x金属间化合物层增厚,δ-FeZn_(10)相也随之增多;当焊接电流超过120 A时,界面层生成Fe-Zn金属间化合物层;较薄的η-Fe_2Al_5Zn_x金属间化合物层和分布在η-Fe_2Al_5Zn_x层中的δ-FeZn_(10)有助于提高接头抗拉强度;铝/钢熔钎焊接头均断裂于钢侧界面,当焊接电流为110 A时,接头抗拉强度达到最大值120 MPa。     

热浸Al对Al-Si/38CrMo复合界面固−液成型组织与力学性能的影响EI北大核心CSCD

以38CrMo合金钢和Al-Si-Cu-Mg高强铸造铝合金为原料进行固−液复层铸造。在720℃下进行了5~20 min不同时间热浸镀纯Al、Al-Si合金实验,制备出界面冶金结合良好的钢/铝复层材料。研究热浸镀时间、热浸镀成分对钢/铝界面显微组织和力学性能的影响。结果表明:热浸镀纯Al时,界面金属间化合物为Fe_(2)Al_(5)和FeAl_(3);热浸镀Al-Si合金时,界面金属间化合物为Fe_(2)Al_(5)和Al_(8)Fe_(2)Si。热浸镀纯Al、Al-Si合金界面显微硬度最高分别为535.2 HV和580.6 HV,剪切强度最大分别为28.4 MPa和39.4 MPa。热浸镀时间相同时,热浸镀纯Al形成的金属间化合物层厚度大于热浸镀Al-Si合金形成的金属间化合物层厚度,主要原因是Si元素的存在降低了Fe、Al原子的扩散系数,阻碍了Fe、Al原子之间的扩散,使金属间化合物层的生长受到抑制。     

钢/铝异种金属激光-MIG复合焊接接头组织与性能研究

采用激光-MIG复合焊接的方法对Q960钢/6061铝异种金属进行了焊接,对比分析了添加Cu前后复合焊接接头的显微组织、物相组成和力学性能的变化,并对其断口形貌进行了观察。结果表明,添加Cu后焊接接头仍然保持着典型熔-钎焊特征,但是IZ(界面区)区域的界面层形态发生了明显改变,界面层厚度从加Cu前的16μm降低至加Cu后的6μm,界面层中的针状Fe_4Al_(13)相和舌状Fe_2Al_5相转变为细小絮状Al_(13)(Fe,Cu)4和舌状Al_5(Fe,Cu)2相,界面层中的显微裂纹消失;加Cu后钢/铝复合焊接接头的最高硬度仍然出现在界面层,但是最高硬度相对加Cu前有明显降低,这主要与界面层中形成了Al_(13)(Fe,Cu)4和Al_5(Fe,Cu)2金属间化合物有关;加Cu后焊接接头的抗拉强度和伸长率相较于加Cu前分别提高了110.5%和183.3%,而断裂位置都处于钢/铝界面区。     

热处理对铝/镁合金复合板连接界面组织和性能的影响

对爆炸焊接方法制备的铝/镁合金复合板进行不同温度的后续退火处理。分别采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和电子背散射衍射仪(EBSD)对复合板接合界面的扩散层成分、物相以及组织形貌特征进行了分析。结果表明:随着退火温度的升高,复合板接合界面镁铝金属间化合物扩散层的厚度呈增大的趋势;扩散层由两层组成,分别为靠近镁合金一侧的Mg_(17)Al_(12)相金属间化合物层和靠近铝合金一侧的Mg_2Al_3相金属间化合物层;Mg_(17)Al_(12)相扩散层的组织形貌呈现柱状晶形态,而Mg_2Al_3相扩散层呈现细小的等轴晶形态。对复合板进行拉伸试验分析,结果表明:随着退火温度的升高,复合板的抗拉强度呈现下降的趋势,而伸长率呈现逐渐增大的趋势;退火铝/镁合金复合板的失效断裂路径为沿着Mg_(17)Al_(12)相扩散层及Mg_2Al_3相扩散层的接合界面。     

焊后热处理对铝合金/镀锌钢接头组织与力学性能的影响

采用TIG熔-钎焊方法并添加AlSi_5焊丝,对1.5 mm厚的5A06铝合金和3 mm厚的镀锌Q235钢进行焊接。分析了焊后退火热处理对接头微观组织和力学性能的影响规律,热处理条件为280℃保温30 min。研究结果表明,采用TIG熔-钎焊的方法可以实现铝/钢异种金属的焊接,铝/钢界面处会产生金属间化合物层,焊态接头中金属间化合物层的厚度为4～5μm,化合物层主要由Al_8Fe_2Si相和少量的[Al,Fe,Si],Al13Fe4相组成,接头的抗拉强度值为163 MPa,断裂发生在焊缝处。对接头进行退火热处理后,接头中金属间化合物层的厚度增加到9～10μm,化合物层的组织无明显变化,主要由Al_8Fe_2Si相和少量的[Al,Fe,Si],Al₁₃Fe_4相组成,接头的抗拉强度值达到185 MPa,断裂发生在铝母材侧。     

6061铝合金/304不锈钢激光-金属惰性气体复合熔钎焊对接接头润湿性、显微组织及性能（英文）

采用激光-金属惰性气体(MIG)复合熔钎焊的方法实现6061-T6铝合金与304不锈钢异种金属对接接头的焊接,并研究焊后接头的显微组织和力学性能。由于熔融金属在不锈钢两侧润湿铺展良好,焊后接头具有良好的截面形貌。采用扫描电镜、能谱仪及X射线衍射仪表征6061-T6/304界面的金属间化合物(IMC)层。结果表明,基于激光-MIG复合焊的优势,IMC层的整体厚度被控制在2μm左右,位于不锈钢和接头背部余高之间的IMC层的组织主要为Fe3Al,位于其他位置的IMC层的组织主要为Fe_4Al_(13)。由于激光束与MIG电弧热源的结合能够有效优化热源分布,焊后接头的IMC层厚度较薄,同时,熔融金属在不锈钢两侧具有良好的润湿铺展。焊后带有余高的接头的抗拉强度可达174 MPa,约为6061母材强度的60%,明显高于传统单一MIG热源作用下的接头的抗拉强度。     

浇注温度对固-液轧制A356/2024板材复合界面的影响

采用固-液轧制法制备A356/2024铝合金层状复合材料,使用SEM和EDS对复合层界面组织及元素分布进行检测,并对复合界面处显微硬度进行测试和XRD物相检测,分析其界面结合强度。结果表明,随着浇注温度提高,板材复合界面处裂纹、气孔等缺陷逐渐消失,A356和2024铝合金溶质元素之间发生了互扩散,界面呈冶金结合并出现过渡区。在浇注温度较低时,界面处元素富集形成Al_2CuMg、CuAl_2金属间化合物等硬脆相。A356到2024铝合金界面处硬度(HV)从61.5突变为123.9,从而在界面处引起脆性;在较高浇注温度下,界面处元素均匀向两侧扩散,不易形成元素堆积,从A356到2024铝合金,硬度(HV)从63.3逐渐上升到104.5,界面结合牢固。     

铜对钢/铝激光-MIG复合焊接头组织及性能的影响

采用激光-MIG复合焊方法研究了铜对SYG960E超高强度度钢/6061铝合金焊接接头微观组织及力学性能的影响.结果表明,与MIG焊相比,激光-MIG复合焊有利于改善焊缝成形及焊接质量.钢/铝界面层具有双层结构,靠近铝焊缝侧为针状的FeAl₃金属间化合物,而靠近钢母材侧为条状的Fe₂Al₅金属间化合物.铜对钢/铝界面层及接头的力学性能具有显著的影响.添加铜后可以有效地减小界面层厚度和裂纹敏感性,降低钢/铝接头的最高硬度,明显提高接头的抗拉强度,接头强度可以提高110%,这主要与铜抑制界面层生长和改善界面层中Fe-Al金属化合物的脆硬性有关.     

轧制复合铝/不锈钢界面金属间化合物的生长动力学

对轧制复合铝合金/不锈钢双层复合材料进行不同温度和时间的退火,借助Zeiss Ax10金相显微镜、Quanta-200型扫描电镜、EDAX能谱仪和D-max X射线衍射仪对复合界面结合区进行金相组织观察、元素成分线扫描分析、界面化合物EDS分析及XRD物相鉴定,研究复合界面上金属间化合物的生长行为。结果表明:复合界面金属间化合物(IMC)主要为Fe2Al5相,当退火温度达773 K时,Fe2Al5已在界面上生成;随退火时间的延长,Fe2Al5的增厚符合抛物线法则;界面金属间化合物Fe2Al5的生长激活能为162.3 kJ/mol,并获得其生长动力学模型,通过此模型可对化合物层厚度进行初步计算。