钛/低碳钢的自冲铆-电阻点焊复合连接工艺研究

以钛为上板、低碳钢为下板,分别采用自冲铆、自冲铆-电阻点焊复合工艺对其进行连接,对比分析了两类接头的主要几何特征参量和抗剪性能。结果表明:自冲铆+电阻点焊复合连接接头的残余底厚和钉脚张开度比自冲铆接头的大,尤其在采用较大电流的焊接情况下。与钛/低碳钢自冲铆接头相比,焊接电流为6~10 kA获得的自冲铆+电阻点焊复合连接接头的抗剪载荷较大,最大值达到6.71 kN,提高了约56%。

钛及钛合金表面自纳米化技术研究现状

钛及其合金材料凭借优良性能被广泛应用在航空航天等领域。复杂的运行工况对钛合金的综合性能提出了更高要求。表面纳米化技术通过在表面制备纳米晶结构层,可显著改善材料表面性能。介绍了钛及钛合金表面自纳米化相关技术的研究现状,对相关工艺的加工方式以及材料的变形机理进行了阐述,分析了各种表面自纳米化技术的工艺特点。最后,针对现有研究中存在的问题,对今后的研究工作进行了展望。

铝合金与不锈钢电阻点焊接合界面区的组织特性

采用热补偿工艺垫片电阻点焊法对铝合金A5052与不锈钢SUS304异种材料进行了焊接.通过电子显微镜对接合界面区进行了观察,并分析了所生成反应物的微观结构及分布等组织特性.结果表明,一锯齿状反应层在接合界面生成,其主要由Fe2Al5和FeAl3组成;反应层厚度随焊接电流以及界面上位置的变化而变化.另外,在界面附近的铝合金内也观察到块状反应物生成,根据衍射斑点解析及成分分析结果得知这些块状反应物是晶格常数a=2.451 nm和c=0.758 nm六方结构的Al-Fe-Cr间非平衡相.

汽车车身用铝合金与钢的异种材料电阻点焊技术研究现状

综述了铝合金与钢的异种材料电阻点焊技术的研究现状。介绍了工艺垫片法和过渡层法两类工艺方法,分析了其各自特点。利用工艺垫片法能够以较低的焊接电流获得具有很高抗剪强度的接头;采用过渡层法能获得具有较高抗拉强度的接头,但焊接时需要较高的焊接电流。探讨了界面反应层对接头性能的影响。认为铝钢异种材料连接时,界面反应层的控制是获得优质连接接头的关键,并就此指出了今后铝钢的电阻点焊的研究方向。

基于Ta过渡层的钛与不锈钢电阻点焊

以Ta作为中间过渡层对纯钛与不锈钢SUS304进行电阻点焊。观察分析接合界面区反应层形貌及分布等微观组织特征,探讨焊接电流对熔核尺寸和接头抗剪力的影响。在接头中的Ta/SUS304界面生成了FeTa和含Fe量不同的Fe-Fe_2Ta共晶组织。在焊接电流为14 kA时,获得的接头抗剪力最大,为7.4 kN。结果表明,在钛与不锈钢的电阻点焊中,使用中间过渡层Ta能够有效提高焊接接头的强度。

铝合金/低碳钢点焊界面反应物生长机制

采用电阻点焊对铝合金与低碳钢进行焊接,分析了接合界面区反应层形貌及分布等显微组织特征。结果表明:在接合界面上观察到反应物层的生成,其厚度随位置的变化而变化;界面反应物是由靠近铝合金侧的反应物为FeAl_3和靠近钢侧反应物为Fe_2Al_5构成;FeAl_3的生成归结于其生成自由能较低,而Fe_2Al_5的生长主要因其结构上在c轴方向存有大量Al原子空位而造成的各向异性扩散。

铝合金与低碳钢的复合电极电阻点焊接头特性

针对铝/钢难以焊接这一课题,研发了基于复合电极的电阻点焊新工艺,并对铝合金A6061与低碳钢Q235进行了点焊.介绍了复合电极的设计、制造流程,观察分析了结合界面区反应层形貌及分布等微观组织特点,探讨了焊接电流对熔核尺寸和接头抗剪载荷的影响.在结合界面上观察到了反应层的生成,其厚度随位置的变化而变化.焊接接头熔核直径与抗剪载荷随焊接电流的增加而增大.结果表明,在铝合金与低碳钢的电阻点焊中,镶嵌式复合电极的使用能够起到抑制界面反应层在焊点中央区域生长的效果.

高强镁合金点焊接头性能

采用电阻点焊方法对高强镁合金Mg96Zn2Y2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,分析了接头的组织,研究了焊接电流对接头熔核直径及抗剪载荷的影响.在此基础上探讨了接头组织对接头性能的影响.结果表明,接头熔核直径与抗剪载荷均随焊接电流的增大而增大,接头最大抗剪强度约为142 MPa;接头熔核区第二相呈细网状分布,其α-Mg晶粒发生了粗化,直径约为30μm.熔核区这些组织特征被认为是接头弱化的主要原因.

钛与低碳钢的电阻点焊

采用电阻点焊方法对纯钛与低碳钢Q235进行焊接试验,利用扫描电子显微镜观察分析了熔核区组织特性,探讨了焊接电流对熔核尺寸和抗剪载荷的影响.结果表明,受焦耳热的影响熔核直径随焊接电流的增加而增加,抗剪载荷则随焊接电流的增大而呈先升后降的变化趋势,焊接电流为8 k A时所得接头的抗剪载荷最大,约2.85 k N.在钢侧熔核区观察到了靠近钢侧厚度约为30~50μm的TiFe_2+α-Fe共晶组织层和粗大TiFe柱状晶;钛侧熔核区主要由靠近钛侧约12μm厚的TiFe+α-Ti共晶组织层和TiFe柱状晶构成,且观察到了宏观分层现象.

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Fe Al与Fe Al3;而钢板/铆钉界面接合较好.焊接电流为21 k A时所得接头的抗剪载荷最大为3.85 k N.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.

铝合金与异种金属真空压延接合技术研究现状

近些年来异种金属的连接在汽车等行业越来越受到重视。但是熔化焊对于它们之间的连接非常困难,而扩散焊的焊接效果也不很理想,主要是因为焊接过程中在界面处会产生较多的脆性金属间化合物。因此,急需一种高可靠性及高效率的新工艺对此类异种材料进行高质量的连接。真空压延接合技术正是针对这一需求而开发的一种新型连接方法。主要以铝合金/钢、铝合金/钛、铝合金/铜为例,详细介绍了该方法提出的背景、工作原理、界面上金属间化合物的特点以及所得到焊接接头的主要性能。

非等厚不锈钢板电阻点焊的熔核偏移

针对非等厚不锈钢板点焊熔核偏移的问题,采用3种电极组合方式对非等厚不锈钢板进行点焊,测量了接头断面相关特征尺寸,探讨了熔核偏移对接头性能的影响,分析了电极组合方式对熔核偏移的影响。研究结果表明:非等厚不锈钢点焊时采用反焊法能使其绝对偏移量减小,采用正焊法能使薄板与厚板两侧的焊透率较接近。熔核绝对偏移量、相对偏移量对接头抗剪力影响较小。

基于现代工程教育理念的材成专业实践教学体系的构成

按照现代工程教育理念要求,本科学生实践教学在本科教学中的地位非常重要。文章结合现代工程教育的实际需求,以材料成型及控制工程专业为例,探讨了现代工程教育理念下的实践教学体系的构成。

基于现代工程教育理念的材成专业实践教学

实践教学是高等学校专业教学计划中的重要组成部分,是培养工程应用型人才的关键环节,也是现代工程教育中不可替代的重要环节。本文以材料成型及控制工程专业为例探讨了现代工程教育实践教学内容的基本框架、实践教学管理及条件保障措施。

轻金属材料超声波焊接的研究现状

介绍了铝合金、镁合金的国内外超声波焊接的最新研究现状,分析了各种工艺方案的特点与效果。以往的研究结果表明:焊前用乙醇润湿铝合金表面可提高其超声波焊接性,而对于镁合金则通过卤化处理可以有效地提高其超声波焊接接头强度;采用一定的钎料对铝合金、镁合金进行超声波钎焊能较好提高其接头力学性能。并指出了超声波钎焊将成为今后铝合金、镁合金等轻金属超声波焊接的发展方向。

铝合金在日本轨道车辆的应用及相应焊接技术

为了减低能耗、提高速度,轨道车辆轻量化是必然选择。采用铝合金制作车体是减轻车体自重的有效措施。对铝合金在日本轨道车辆的应用及相应焊接技术的发展状况进行了综述。介绍了日本四代铝合金轨道车辆的结构特征、所用合金类型以及焊接方法,探讨轨道车辆用铝合金、焊接技术的发展趋势。高Zn的7N01合金应用将会受到限制,容易循环再利用的5000系、6000系合金的应用将越来越广泛。搅拌摩擦焊会成为轨道车辆生产的主要焊接技术,激光焊在远程焊接方面也值得期待。

铝合金与不锈钢热补偿电阻点焊接头性能研究

采用热补偿工艺垫片电阻点焊法对铝合金A5052与不锈钢SUS304异种材料进行了焊接。探讨了焊接参数对接头的抗剪与抗拉性能的影响,并通过电子显微镜对接合界面区进行了观察,分析了界面反应物形貌及厚度分布等微观特性。研究结果显示:一锯齿状反应层在接合界面生成,其厚度随焊接电流以及界面上位置的变化而变化,界面反应层对接头抗剪强度无影响,但能减弱接头抗拉强度。

电场作用下1.6%C-UHCS/40Cr钢的超塑性焊接

基于对40Cr钢淬火后与经热机械处理超高碳钢1.6% C-UHCS电场作用下超塑性焊接可行性的分析,在非真空、无保护气氛下,进行了电场作用下1.6% C-UHCS/40Cr的超塑性焊接工艺试验.结果表明,当施加试样接正极、环状电极接负极的电场时,可明显提高40Cr钢淬火后与经热机械处理超高碳钢1.6% C-UHCS的超塑性焊接效果.与不加电场相比,当两者在外加电场+3 kV/cm、预压应力56.6 MPa、焊接温度780℃、初始应变速率1.5×10-4/s的条件下,经20 min超塑性焊接,接头强度提高26.8%.

汽车用镁合金薄板点焊新工艺及设备分析

镁合金以其优越的性能在汽车行业中备受关注,同时电阻点焊是在汽车制造领域得到广泛应用的一种焊接方法,分析讨论了镁合金薄板电阻点焊的工艺及设备。镁合金薄板的点焊有一般点焊和附件工艺垫片新型点焊两类方法。一般点焊方法焊接镁合金所需电流大约是点焊低碳钢焊接电流的2倍,焊接时间较短,需约10周波的预压时间;而附加工艺垫片点焊镁合金时,焊接电流和低碳钢点焊电流基本相当,电极压力较小,增加电流下降时间可以有效减小接头的空洞分数。直流点焊工艺性能优于交流点焊,镁合金的点焊宜采用微机控制的逆变直流点焊设备。

铝合金/钢熔钎焊的研究现状

分析了铝合金/钢异种材料的焊接性,介绍了铝合金/钢的TIG熔钎焊、MIG熔钎焊、激光熔钎焊工艺方法。采用的焊接热源不同,铝合金/钢熔钎焊接头界面所生成的金属间化合物种类、厚度不同,接头的力学性能也不同,但其接合机制都是熔钎焊,即在钢侧是钎焊、而铝合金侧则是熔焊。