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...     

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-Fe2Al5Znx金属间化合物层,其中还分布有少量δ-FeZn10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-Fe2Al5Znx金属间化合物层增厚,δ-FeZn10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-Fe2Al5Znx金属间化合物层和分布在η-Fe2Al5Znx层中的δ-FeZn10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。     

Q235钢薄板激光焊接头微观组织与力学性能

为了探索光纤激光在焊接薄板低碳钢中的应用前景,文中采用光纤激光焊接系统分别对0.5 mm和1 mm厚Q235钢板进行了激光焊工艺试验,并对所得到的焊接接头的微观组织和力学性能进行了分析。通过调节激光功率、摆动频率等工艺参数,2种厚度的Q235钢板均可获得单面焊双面成形、无明显缺陷的焊接接头。厚0.5 mm板焊缝区主要由板条马氏体组成,硬度和抗拉强度均高于母材的,断后伸长率为33.1%,约为母材的79%;厚1 mm板焊缝区呈胞状树枝晶组织,主要由铁素体、珠光体和贝氏体组成,硬度和抗拉强度均高于母材的,断后伸长率为34.5%,约为母材的75%。     

包覆钎料铝-钢螺柱焊接头组织及性能

采用包覆钎料感应加热方法,以AlSi钎料作为焊缝填充金属,对Q235钢螺柱和6061铝合金进行钎焊.利用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析等表征方法,对接头的组织、成分和相组成等进行了分析.结果表明,AlSi钎料与铝母材反应充分,Si元素扩散至铝母材形成针叶状的共晶组织,焊缝近钢侧生成一条狭窄连续的Fe-Al金属间化合物,并沿垂直于铝基体的方向生成出胞状晶,金属间化合物层由Fe2Al5和FeAl3的混合相组织组成.力学性能测试表明,接头的抗剪强度最大为65 MPa,近钢侧金属间化合物的显微硬度值较高,接头断裂在金属间化合物区域,属于延性断裂.     

Q235钢搅拌摩擦焊接头微观组织与力学性能分析

在焊接速度为100 mm/min和搅拌头转速为450 r/min的工艺参数下,采用钨铼合金搅拌头对3 mm厚Q235钢进行了搅拌摩擦焊试验,并对接头的微观组织及力学性能进行了研究. 结果表明,在该工艺参数下可以获得表面无缺陷、成形良好的焊缝. 焊后搅拌头表现出一定程度的磨损及氧化. 接头截面各区域承受不同的热力联合作用,经历了不同的组织转变过程,但均保持铁素体和珠光体组织. 接头显微硬度最大值位于焊核区. 接头拉伸断裂位置处于热影响区,拉伸断口呈韧性断裂特征.     

铝和Q235镀锌钢搭接GMAW熔-钎焊接头组织分析

本文以AI-5Si焊丝为填充材料,研究了采用GMAW焊实现Q235钢和5A02铝合金熔一钎焊连接的可行性,分析了接头区显微组织和缺陷。结果表明,采用GMAW焊可以实现Q235钢和5A02铝合金的良好连接,并在钢与钎料连接界面处产生了5um左右的金属间化合物层,钢与钎料连接界面处显微硬度可达192．6MPa。当选择工艺参数不当时,在熔一钎焊接头内发现了气孔、未钎透及热裂纹等缺陷,未钎透和热裂纹主要分布在焊接接头根部,焊接接头根部成为钢铝熔－钎焊连接的一个薄弱区。     

5052与6061异种铝合金搅拌摩擦焊接头的组织和力学性能

采用搅拌摩擦焊(FSW)方法对6 mm厚的5052和6061异种铝合金进行了焊接,采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)分析母材和焊接接头的显微组织和断口形貌,利用XRD分析了搅拌区域的物相组成,并测试了室温拉伸性能和显微硬度。结果表明,5052合金置于前进侧时更有利于材料在焊核区域的相互混合,焊接接头的最低硬度在5052合金一侧热影响区(HAZ),并在这个区域发生了断裂,断裂特征为韧性断裂。焊接接头的最大抗拉强度为225 MPa,伸长率为5.77%。     

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.     

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％.     

镍中间层对铝/镁异种金属搅拌摩擦焊接头微观组织的影响

采用搅拌摩擦焊(friction stir welding, FSW),引入厚度为0.05 mm镍箔作为中间层,在焊接速度不变条件下,采用不同转速对厚度为4 mm的6061铝合金和AZ31镁合金进行平板对接,对接头进行系列微观组织表征及力学性能测试,探讨转速对接头中镍颗粒分布状态,金属间化合物(intermetallic compounds, IMCs)种类与分布及接头强度的影响规律. 研究结果表明:与未引入中间层接头相比,引入镍改变了铝/镁异种金属FSW接头焊核区(weld nugget zone, WNZ)中IMCs种类及分布,WNZ存在明显的镁合金与铝合金相间的带状组织,其上分布着絮状Al₁₂Mg₁₇、颗粒状Mg₂Ni、层状Al₃Mg₂及大小不一的镍箔颗粒;随着转速增加,镍箔颗粒分布愈加均匀,Al₃Mg₂数量相对减少,且脆性Al₃Mg₂由连续分布逐渐演变为断续分布;当转速为750 r/min时,接头抗拉强度达到最大值,与未引入中间层接头相比,引入镍中间层接头抗拉强度提高了56 MPa,达到镁合金的56.9%.     

Analysis of ultrasonic welding process of mild steel and 5052 aluminium alloy

Ultrasonic welding of mild steel sheet (SPCC) and aluminium alloy sheet (A5052) was conducted using two different weld tips of a knurled tip (K-tip) and a curved shape tip without knurled edges (C-tip). Behaviours of the weld tip and the welded materials during the weld process were analysed using a high-speed camera observation and an image correlation. The C-tip welding shows a completely different displacement behaviour from the K-tip welding; a relative motion between the tool tip and A5052 in contact with the tip predominantly occurs in the C-tip in contrast to a relative motion between A5052 and SPCC observed in the K-tip. The joint strength using the C-tip was higher than that using the K-tip under the weld conditions in this study. It is demonstrated that the relative motion behaviour in the C-tip causes a macroscopic deformation of A5052 in the vibration direction. This phenomenon promotes growth of a bonded region, resulting in the increase of joint strength. It is surmised that Fe–Al intermetallic layer forms at the weld interface, and the joint strength consequently decreases for the longer weld time condition.     

Evolution of bonding interface during ultrasonic welding between steel and aluminium alloy

Ultrasonic welding (USW), a solid-state bonding technique, was applied to join ultra-low carbon steel and Al5052 aluminium alloy. The evolution of bonding strength and microstructure at the bonding interface during ultrasonic welding was investigated with an emphasis on the early stage before the formation of intermetallic compound. Initially, adhesive wear starts when steel and Al alloy have sliding contact, and thereafter, a thin layer of Al is attached onto the surface of the steel while the wear of Al base metal is continued owing to the sliding. As the welding time increases, bonding sections are gradually formed with the increase of interfacial temperature owing to the sliding friction, whose process is illustrated in this article.     

Microstructure of the interface in magnesium alloy to aluminium alloy dissimilar joints produced by friction stir welding

Friction stir welding (FSW) is a process that was developed by the UK Welding Institute (TWI) in 1991.¹ Because of its status as a solid-phase joining process operating at a temperature below the melting point of the materials being joined, FSW usually generates less residual stress than fusion welding, being also advantageously free from fume, porosity, and solidification cracking. The mechanical properties of welds are equivalent or superior to those of conventional welds and offer a high level of reliability. Other merits of FSW include relatively low equipment costs, low operating costs, and no required training. For this reason, in the decade or so since the principle of FSW was invented, the process has seen a number of practical applications in railway and ship structures as well as for rocket fuel tanks in the aerospace field² and continues to draw considerable attention by the engineering industry worldwide. The foregoing applications, however, all refer to components produced from aluminium alloys.     

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).     

5A02/Q235钢Nd:YAG激光——脉冲MIG复合热源熔——钎连接

研制开发了铝/钢特种钎剂,利用研制开发的铝/钢特种钎剂成功地实现了5A02铝合金板与普通Q235冷轧钢板的大光斑Nd:YAG激光-脉冲MIG复合热源熔-钎连接,并对焊缝的成形、接头的性能及成分、钎剂中各成分的作用进行了分析。结果表明,涂有KAlF₄+Sn+Zn配方钎剂的Q235试板得到的焊缝成形美观,并且焊接过程稳定;拉伸试验中试样的破坏位置发生在铝母材的焊接热影响区,铝母材热影响区略有软化,接头抗拉强度可达167.3 MPa,约为5A02铝合金母材抗拉强度的83.6%,与5A02铝合金熔化焊接头的强度相当,接头的断裂方式为混合断裂;剪切试验中接头的最高抗剪强度可达106.3 MPa。扫描电镜分析表明,在接头钎焊连接界面处生成了一层厚度约为3.27μm的金属间化合物层;能谱测试结果表明,Al,Fe原子在钎焊界面处扩散较为充分。     

浅谈Q235普通碳素钢与16MnR低合金钢的焊接

根据Q235普通碳素钢与16MnR低合金钢焊接的实例分析和试验结果，阐述了Q235普通碳素钢与16MnR低合金钢焊接结构，在选择焊缝金属填材料时的方法。     

焊接方法对Q235钢焊接接头缺陷、组织和力学性能的影响

通过微观组织表征、显微硬度试验和拉伸试验等研究了CO2气体保护焊和焊条电弧焊两种焊接方法对Q235钢焊接接头缺陷、组织和力学性能的影响.结果表明:采用CO2气体保护焊焊接时焊缝容易出现气孔,采用焊条电弧焊焊接时焊缝容易出现夹渣;由于焊条电弧焊焊接热输入相对较大,接头组织比较粗大,在过热区还存在魏氏体过热组织,硬度和抗拉...     

Fe3Al合金与Q235钢扩散焊界面元素的扩散

对Fe3Al／Q235扩散焊界面附近元素的分布进行计算并通过电子探针进行测定。结果表明，界面附近Al、Fe元素分布计算值和实测值的扩散趋势一致。随着加热温度和保温时间的增加，Fe3Al／Q235扩散焊界面附近元素的扩散距离增大。Fe3Al／Q235扩散焊界面过渡区宽度与保温时间的关系符合抛物线生长规律，保温时间超过60min后界面过渡区宽度不再明显增加。     

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。     

5052铝合金光纤激光焊工艺

采用1 000 W单模光纤激光器对1 mm厚的5052铝合金进行焊接,对激光功率、焊接速度、离焦量三因素进行正交试验,得到最佳工艺参数为功率900 W,焊接速度100 mm/s,离焦量2 mm。对焊接接头进行拉升试验,结果表明,最佳工艺参数条件下焊接强度达到282 MPa,达到母材强度的72%。进一步对焊缝截面进行分析,焊缝完全熔透、内部无气孔且无材料缺失的情况下,焊接接头强度最高。