电极板辅助点焊钢/铝异质接头的组织与性能

采用电极板辅助点焊进行了H220YD高强钢与6008-T66铝合金异种金属的连接,研究了接头的微观组织和力学性能.结果表明,焊接接头是通过液态铝合金在钢/铝界面处对高强钢的润湿铺展而形成的,本质上属于熔-钎焊接头.钢/铝界面上生成了由Fe2Al5和FeAl3组成的金属间化合物层.接头中铝合金熔核直径在焊接电流为14kA、焊接时间为300 ms时达最大值为9.5 mm.接头拉剪力随焊接电流的增加先迅速增大后趋于稳定,当焊接电流为12 kA、焊接时间为300 ms时达4.3 kN,比不加电极板时提高约30%.在接头拉剪过程中裂纹的扩展路径不仅沿着金属间化合物,还部分经过铝合金熔核内部.     

以铝质铆钉为单元件的铝合金/钢的电阻单元焊

以腿径为6 mm的铝质铆钉为单元件对铝合金A6061与低碳钢Q235进行电阻单元焊，并利用扫描电镜对接头界面区域进行了组织观察，研究了焊接电流、焊接时间对接头抗剪载荷和十字抗拉载荷的影响。结果表明：焊接电流大于18 kA时，靠近熔核的铆钉腿与上板钢的界面、上板钢与下板铝合金间界面生成了金属间化合物层。随着焊接电流增大、焊接时间的增加，接头的抗剪载荷和十字抗拉载荷均呈先增大后下降的变化趋势；当焊接电流为26 kA、焊接时间为300 ms、电极压力为3.1 kN时，接头的抗剪载荷达到最大，其值约为5.86 kN。     

Ni/Si中间层对铝/钢激光焊接头组织与性能的影响

研究了以Ni箔以及预置Si粉的Ni箔为中间层的铝/钢异种金属激光焊行为. 系统考察了不同激光功率下预置Si粉的Ni箔中间层对铝/钢异种金属激光焊接头组织与性能的影响. 结果表明,加入预置Si粉的Ni箔做复合中间层时,与只添加Ni箔片做中间层时相比,焊接接头的最大剪切力明显提高,其中激光功率为2 150 W时焊接接头的最大剪切力提高至1 307.96 N;Si粉的添加增加了熔池的流动性,并使得铝/钢界面的物相组成、元素分布和微观组织形态发生了改变;焊缝区生成了Fe-Si及Al-Si二元新相,有效抑制了Fe-Al二元脆性相的生成,改善了铝/钢的焊接性. 因此,预置Si粉的Ni箔复合中间层的加入,可以有效地改善铝/钢异种金属激光焊过程中的冶金反应,进而提高焊接接头的力学性能.     

铝/钢异种金属的焊接工艺与组织性能研究

以6008-T66铝合金板/H220YD钢板异种金属为研究对象,研究了焊接时间对异种金属焊接接头显微组织和力学性能的影响,并分析了焊接时间的作用机理。结果表明,当焊接时间从50 ms增加至400 ms过程中,铝/钢焊接接头中6008-T66铝合金板侧的压痕深度缓慢增加,而熔核直径逐渐增大,铝/钢焊接接头中心界面处的金属间化合物层的厚度呈现逐渐增加的趋势;铝/钢焊接接头的拉剪力随着焊接时间的增加呈现先增加而后减小的趋势,在焊接时间为300 ms时取得最大值;除了焊接时间为300 ms时,铝/钢焊接接头的拉剪试样以钮扣断裂方式失效外,其余焊接时间下的拉剪试样都断裂在结合面处。     

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。     

铝/钢异种金属电阻点焊接头微观组织与力学性能研究

采用电阻点焊实现对6061铝合金和H220YD高强镀锌钢的焊接,通过金相显微镜、扫描电镜、能谱仪、显微硬度计和万能试验机等测试方法研究了铝/钢点焊接头的组织和性能。结果表明,铝/钢点焊接头从铝侧向钢侧依次为铝合金熔核、铝/钢界面、高强钢热影响区。铝/钢点焊接头界面靠近钢侧金属间化合物层显微硬度最高,靠近铝合金侧金属间化合物硬度次之,铝合金显微硬度最低。随着焊接电流的增加,铝/钢点焊接头拉剪力先增加后减小,焊接电流9 k A、焊接时间300 ms、焊接压力2 k N时,接头拉剪力达到最大值3.4 k N。     

焊接参数对镀锌低碳钢板点焊接头抗剪切力的影响

通过正交试验法研究了焊接电流、焊接时间和电极压力对热浸镀锌低碳钢板点焊接头抗剪切力的影响规律,并分析最佳焊接工艺参数下点焊接头的微观组织、硬度分布和抗剪切力.结果表明,焊接电流对点焊接头抗剪切力影响最大,最佳焊接工艺参数为:焊接电流13 kA、焊接时间80 ms、电极压力4 kN,在该参数下点焊接头抗剪切力为8.637...     

铝/钢异种金属的沉头铆钉电阻单元焊工艺研究

采用沉头铆钉与沉头孔配合的电阻单元焊工艺连接了钢和铝合金,在Q235/5052Al界面形成了FeAl3金属间化合物。在DP780/Al界面形成了Fe2Al5和FeAl3金属间化合物。焊接电流对熔核直径、拉剪力、铝热影响区平均硬度以及铝板的承载面积有显著影响。确定了3种主要的失效模式:界面失效断裂模型、熔核拔出失效断裂模型和铝热影响区失效断裂模型。在焊接电流为18kA时,获得了最佳的接头力学性能,拉剪力达到5 712N,且失效模式为熔核拔出失效。     

基于添加Zn中间层的汽车用镁/铝异种金属电阻点焊工艺与性能研究

采用电阻点焊并添加Zn中间层对汽车用镁合金和铝合金进行焊接,通过金相显微镜、扫描电镜和万能试验机研究了焊接接头组织和性能。结果表明,添加Zn中间层后,汽车用镁合金和铝合金电阻点焊时两侧母材分别与Zn发生反应,Zn的加入阻止了镁铝的直接接触,铝侧断口主要物相为Al、MgZn_2和Al_5Mg_(11)Zn_4,镁侧断口主要物相为Mg、MgZn_2,断裂发生在MgZn_2处。随着焊接电流或焊接时间的增加,添加Zn中间层的汽车用镁/铝异种金属焊接接头拉剪力先增加后减小,焊接电流25 kA、焊接时间500 ms、焊接压力8 kN时,接头拉剪力达到最大值4.93 kN。     

铝合金与钢的电阻铆焊

采用电阻铆焊方法对铝合金A6061与低碳钢Q235进行了焊接. 通过扫描电子显微镜对接头微观组织进行了观察,分析了接头界面区组织,研究了焊接电流对接头抗剪载荷的影响. 在铝/铆钉、铝/钢接合界面均观察到了反应层的形成,通过成分分析得知生成两界面的反应物分别是FeAl与FeAl₃;而钢板/铆钉界面接合较好. 焊接电流为21 kA时所得接头的抗剪载荷最大为3.85 kN. 结果表明,采用电阻铆焊方法焊接铝合金与钢是比较有效的.     

基于Ti中间层的AZ31镁合金/6061铝合金电阻点焊研究

通过添加钛箔中间层,研究了镁/铝合金异种金属电阻搭接接头的微观组织与力学性能。研究结果表明,添加0.2mm厚度钛箔中间层可以大幅提高镁/铝异种金属电阻点焊接头的结合强度,接头的最大拉剪力随焊接电流的增大先增大后减小;当焊接电流为14kA时,最大拉剪力达到最大为2.2kN。铝钛界面处有TiAl₃生成,接头断裂在镁侧热影响区上,经过换算接头的剪切强度能够达到156MPa。通过SEM和EDS分析,添加钛中间层阻断了镁合金和铝合金的相互扩散,钛中间层阻碍了Mg-Al金属间化合物的生成,从而大大提高接头的结合强度。     

铜/镀镍钢微电阻点焊接头形成机理

采用微电阻点焊对纯铜和镀镍钢片异种金属进行了点焊连接,通过拉剪试验、光学显微镜、扫描电镜和能谱分析,研究了镀层金属镍在铜/镀镍钢片微电阻点焊冶金过程中对接头形成和接头强度的影响. 结果表明,铜/镀镍钢片微电阻点焊接头的形成机理包括固相连接和熔化连接,其形成过程为: 铜和镀层镍在锻压力和析出热量下,形成固相连接;在铁和镀层镍之间开始熔化;镀层镍被熔化的金属向边缘处挤压,镍在边缘处与铁、铜形成了新的组织;熔核的形成. 在两种不同的接头形成机理下,其拉伸断口都有呈抛物线状或拉长的韧窝出现.     

Effects of resistance spot welding parameters on microstructures and mechanical properties of dissimilar material joints of galvanised high strength steel and aluminium alloy

Abstract

Intermediate frequency resistance spot welding has been adopted to join dissimilar materials of H220YD galvanised high strength steel and 6008 aluminium alloy. The effects of welding current and welding time on microstructures and mechanical properties of the welded joints were investigated. A thin intermetallic compound layer composed of Fe₂Al₅ phase and Fe₄Al₁₃ phase formed at the steel/aluminium interface. The interfacial intermetallic compound layer has higher nanohardness compared with the aluminium alloy nugget and galvanised steel. With increasing welding current (4–11?kA) and welding time (50–300?ms), the nugget diameter increased, the interfacial layer structure became coarser and the tensile shear load of the welded joints had an increased tendency. The maximum tensile shear load reached 3309?N at 9?kA for 250?ms. Crack initiated at the interfacial intermetallic compound layer of the tensile shear specimens, then propagated through the interfacial layer principally, and meantime through the aluminium alloy fusion zone near the interface partially.     

添加镍颗粒的铝/钛异种材料电阻焊接头力学性能及显微组织分析

使用三相次级整流电阻焊机对LY12铝合金/TC4钛合金进行电阻点焊,并在板材中间添加了镍颗粒. 结果表明,最佳工艺参数为电极压力3.03 kN,预热脉冲焊接电流7.5 kA/10 cyc(1 cyc=0.02 s),焊接脉冲焊接电流12.1 kA/45 cyc,缓冷脉冲焊接电流7.5 kA/10 cyc,接头的最大拉剪力为7.12 kN. 铝合金侧熔核的显微组织为细小的等轴晶,钛合金侧熔核的显微组织为针状马氏体,IMC层由靠近铝合金侧的一层1～2 μm厚的NiAl3和在钛合金/铝合金之间散乱分布着的TiAl3共同构成.     

点焊工艺参数对汽车用BIF340钢板焊接性能的影响

采用不同的点焊工艺参数对高强度钢板BIF340实施焊接,并对焊接接头进行组织性能分析,研究点焊参数对BIF340焊接性能的影响.结果发现:当焊接电流偏低或偏高时,适当调整焊接时间可以提高钢板的焊接性能;取4kA焊接电流和10周波焊接时间时,焊接接头性能较好.     

预镀层不锈钢/铝异种金属高频感应钎焊接头界面及力学性能分析

文中通过热浸镀一层纯铝到不锈钢表面,再对0Cr18Ni9不锈钢和LF21铝合金采用高频感应钎焊.当热浸镀时间从10 s增加到50 s时,镀层厚度从7 μm增加到20 μm,反应层由FeAl₃向Fe₂Al₅发生转变.在热浸镀温度为750℃,浸镀时间为10 s时,镀层成型最好,高频感应电流为270 A,加热时间30 s时,抗拉强度达到167.12 MPa,比不浸镀的接头强度高63.8%.主要是因为镀层限制钢中的Fe原子和Al-Si钎料中的Al,Si原子的相互扩散,在热浸镀不锈钢与铝合金反应中使Fe₂Al₅转化为Fe（Al,Si）₂固溶体而未形成5-Al₈Fe₂Si化合物,降低了界面上硬脆化合物的含量,力学性能随之提高.     

热补偿电阻点焊铝合金接头的性能

采用热补偿电阻点焊的方法焊接铝合金A5052板,分析了焊接电流、焊接时间及电极压力等焊接参数对熔核尺寸与接头抗剪强度的影响,并分析了接头抗正拉强度与焊接电流的关系.铝合金的热补偿电阻点焊接头抗剪力及熔核直径随焊接时间延长而增大,随电板压力的增大而减小.当焊接电流为12kA时,接头拉剪力达到最大值,约5.5 kN.试验结...     

600MPa级高Al冷轧双相钢的点焊工艺研究

基于600 MPa级高Al冷轧双相钢WHT600DP的点焊工艺和力学性能试验,以及接头的宏观金相分析,研究了焊接电流、焊接时间等工艺参数变化对点焊接头压痕深度、焊核直径、焊透率以及拉剪强度等性能指标的影响规律,进而得到了WHT600DP钢的焊接工艺窗口图.研究结果表明:在焊接时间变化较大的情况下,WHT600DP钢的可...     

Al/Ni异种金属超声波点动焊接工艺及界面组织分析

对1060铝合金和N4镍合金异种金属进行了超声波点动焊接,优化了焊接工艺,分析了接头界面组织,焊接接头组织微观形貌和力学性能.结果表明,超声波焊接能够实现1060铝合金和N4镍合金异种金属的有效连接,能够得到韧性和强度都很高的焊接接头;确定了铝镍异种金属超声波焊接的焊接工艺参数为焊接压力25.2~36.0 MPa,焊接时间75~85 ms;当焊接压力为32.4 MPa,焊接时间为85 ms时,抗剪强度超过铝侧母材.焊接接头界面的XRD和EDS分析结果表明,接头界面存在由Al,Ni两种元素互扩散而形成的2 μm厚的反应扩散层.     

Effect of process parameters on microstructure and properties of laser welded joints of aluminum/steel with Ni/Cu interlayer

The effects of laser parameters and interlayer material on the microstructure and properties of the welded joint between 6061 aluminum alloy and stainless steel were studied. The results show that the density and microstructure of the welded joint can be optimized by changing the laser power with 0.05 mm Cu foil and 0.1 mm Ni foil as interlayer. A large number of new Cu–Al binary phases were found near the aluminum alloy, which effectively inhibited the formation of the binary brittle phase of Fe–Al. The maximum shear force of 1350.96 N was obtained with laser power of 2200 W. The shear force of the welded joint increased to 1754.73 N when the thickness of the Cu foil thickness changed to 0.02 mm.