中熵合金粉末对铝/钢熔钎焊接头组织性能影响

采用涂敷和预制2种方式加入CoCrNi中熵粉末,研究该合金化粉末对铝/钢TIG熔钎焊接头形貌和组织性能的影响。试验结果表明:钢侧坡口涂敷中熵合金粉时,钎接面有椭球状未熔CoCrNi颗粒层存在,颗粒周围缝隙由灰色的Al基体和Al 0.7 Si 3Fe 0.3填充,界面两侧Al、Fe无明显元素扩散,残余CoCrNi颗粒一定程度上起到了增强相作用,但是其大小和分布的不均匀性影响了液态AlSi_(5)焊丝的流动,背面焊缝包覆性差,形成了较高余高和底部未熔合缺陷。预制方式下CoCrNi粉熔化与钢界面结合良好,熔敷金属在铝和钢表面有较好铺展,接头成形好,界面两侧各元素发生相互扩散,界面生成了Al_(0.7)Si_(3)Fe_(0.3)、Co_(3)Fe_(7)、Fe(Cr,Ni)和Al_(0.9)Ni_(1.1),金属间化合物(IMC)层平均厚3.15μm。CoCrNi中熵粉末有效阻隔了Al-Fe金属间化合物生成,2种方式下接头强度均大于未添加中熵合金粉的接头,其中预制中熵合金粉的强度较高(86 MPa)。涂敷中熵合金粉的接头维氏硬度最高达到467HV,位于钎接界面近焊缝侧,预制中熵合金粉的钢侧出现软化区,接头维氏硬度最高为248HV,位于近钎接界面钢侧。

Al-Si-Cu-Ni-Mg系活塞铝合金摩擦焊接头性能分析

高性能Al-Si-Cu-Ni-Mg系活塞铝合金在活塞材料中占据重要地位。采用摩擦焊接技术制造此类材料的复合型活塞,具有不可忽视的技术优势。针对Al-Si-Cu-Ni-Mg系活塞铝合金,进行了一系列的惯性摩擦焊接研究,并采用二次电子扫描、能谱分析、抗拉强度测试等方法对焊接接头进行了表征。研究结果表明:较低摩擦转速下接头存在明显缺口,随着摩擦转速的增加,接头外观形貌逐渐改善,当转速升高到1500 r/min时,仅存在很小的孔状缺陷;摩擦焊接转速1200 r/min时,接头的抗拉强度为105.4 MPa,断裂发生在焊缝处;转速增大到1300 r/min时,接头强度为146.3 MPa,断裂发生在热机影响区;转速达到1500 r/min时,接头强度升高到177.9 MPa,断裂同样发生在热机影响区。

镀Ni对铝/超高强钢惯性摩擦焊接头性能的影响

在辅助加热惯性摩擦焊接技术的基础上,研究了Ni镀层对铝-钢异种金属惯性摩擦焊接头性能的影响。分别对接头微观形貌、界面化合物组成及分布形态、硬度以及接头抗拉强度进行了检测分析。试验结果表明:Ni镀层的加入会使接头界面变得平直,促使接头界面形成分布更均匀、更厚、塑韧性更好的Al-Ni金属间化合物层,提高接头的连接强度;同时Ni层的加入能够减小钢侧向铝侧传导的能量,减小铝侧的热影响区,阻隔Al、Fe元素的相互扩散,防止界面形成Al-Fe脆性金属间化合物。

电阻点焊缺陷超声信号多特征优化试验研究

针对铝合金点焊接头常见的气孔、未熔合、无缺陷等超声回波信号,首先采用经验模态分析进行降噪与重构,利用统计学方法分别提取时域、频域中多尺度特征值,分析不同缺陷的特征值变化规律。其次采用主成分分析法与线性判别分析法对特征值进行优化,获得缺陷回波信号的主元特征。最后以主元特征做BP神经网络的输入,对缺陷信号进行识别。试验结果表明,两种降维方法构造后的特征量与未经过降维的特征量相比具有更好的分类结果,其中PCA作用更优,有效提高了BP神经网络的缺陷识别准确率。

活塞铝合金惯性摩擦焊接接头的组织与性能研究

采用惯性摩擦焊接技术对活塞用Al-Si-Cu-Mg-Ni铝合金进行了焊接,运用扫描电镜、能谱分析仪、X射线衍射仪、显微硬度测试、拉伸性能测试等手段分析了接头的组织变化、硬度分布以及室温拉伸性能。结果表明:经惯性摩擦焊后,焊缝区组织被细化,强化相破碎呈弥散状,整体沿径向分布;热机影响区组织在摩擦力和顶锻力的作用下被扭转挤压,呈流线型分布,部分强化相破碎成颗粒状,并伴有微裂纹产生;焊缝中存在Si、Al、Al-Cu-Ni等相,没检测到Mg_(2)Si和Al_(2)Cu,焊缝处硬度最高,为154HV;接头平均抗拉强度为178.9 MPa,达到母材的75%,断裂位置在热机影响区,断口呈现明显的解理断裂特征。