高频直缝焊接铝管用管坯的质量要求

为了提高铝焊管的生产质量,针对目前没有高频直缝焊接铝管用管坯规范标准的情况,以汽车热交换器用复合铝合金焊管为例,依据焊接铝管生产工艺要求并结合铝板、铝带、铝箔能够达到的技术水平,从铝管坯的化学成分、力学性能与状态、覆层材料、标识与包装、管坯宽度、管坯宽度允许误差、管坯厚度允许误差、切口形貌、管坯表面、管坯外观等方面进行分析,提出了高频直缝焊接铝管用管坯的基本要求,为高频直缝焊接铝管用管坯国家标准的制定及铝焊管的质量提升提供参考。

铝/钢异种金属焊接接头腐蚀行为及其影响因素综述

铝/钢异种金属焊接接头结合了两种材料优异的性能,在各行各业具有较为广泛的应用.由于铝、钢两种金属之间理化性能的巨大差异以及极小的固溶度,导致铝/钢接头容易出现脆性金属间化合物、气孔等缺陷,严重影响着接头的力学性能.然而,随着铝/钢接头越来越广的应用范围和复杂多样的应用环境,接头的耐腐蚀性能也得到了更多的关注.对近些年铝/钢异种金属焊接接头的耐腐蚀方面研究工作做了系统的汇总,旨在从接头腐蚀机理出发,提升接头的耐腐蚀性.综述了接头腐蚀形式规律,并从焊接工艺、腐蚀环境、微观组织和金属间化合物等影响因素的角度出发,详细地讨论了腐蚀行为与各因素之间的关系及影响机理.同时,指出了接头腐蚀机理,从各影响因素方面提出了改善接头耐腐蚀性能的措施,减小铝/钢接头实际服役过程中腐蚀所带来的影响.

镍夹层厚度对铝/铜超声焊接头力学性能影响

为探究镍夹层厚度对铝/铜接头力学性能的影响规律,采用超声波焊接技术制备了含镍夹层铝/铜异种金属搭接接头。通过红外热成像仪、光学显微镜、拉伸剪切试验和扫描电子显微镜(SEM)对接头焊接过程热影响、界面连接状态、力学性能及失效形式进行分析。结果表明:0.05 mm厚镍夹层在超声焊接高温作用下发生软化减薄,充当了板材间润滑剂,减小了板材间的摩擦阻力,焊接温度较其他厚度夹层高,温度对其他夹层厚度变化不敏感。随着镍夹层厚度的增加,接头峰值载荷先增大后减小,接头力学性能与夹层厚度存在显著的相关性;0.10 mm厚镍夹层破坏后其塑性流动能力较差导致接头界面呈波浪状结合,具有铝-镍、铜-镍和铝-铜三种界面结合方式,较其他接头抗拉强度与抗冲击性能更优。SEM分析表明,铜侧失效形式表现为韧性断裂,铝侧为韧脆混合断裂。因此,镍夹层厚度对铝/铜超声焊接接头的力学性能和失效模式有着决定性影响,选择合适的夹层厚度对于提高接头的性能至关重要。

钢轨铝热焊接过程传热传质行为计算流体力学数值分析

铝热焊在道岔焊接、既有线钢轨维修与断轨抢修中有着广泛的应用。由于铝热焊过程的封闭性,其温度与材料流动难以通过试验的方式进行测量。为此,运用计算流体力学的方法,采用k-ε湍流模型,结合流体体积法,并考虑液态金属的重力、浮力、表面张力与马兰戈尼效应,建立数值分析模型,对浇注和冷却过程不同时刻的传热传质行为进行定量分析,通过相分布特征研究凝固顺序,为后期优化浇注体系、构建新焊剂成分和砂型型式提供基础数据。结果表明:浇注过程中空气被裹挟进入熔池,浇注时间约为11 s,接头冷却至固相线1641 K以下的时间约为58 s;浇注开始后,不同区域最大温差约为1400 K,高温区位于轨底,低温区位于轨头;随着浇注的进行,轨头温度升高,轨腰温度先升后降,轨底温度降低;在浇注的最后阶段,不同区域温差缩小,最大约为400 K,高温区位于轨头,低温区位于轨底;在冷却过程中,轨头温度始终最高,轨底温度始终最低,按照轨底、轨腰、轨头的顺序发生凝固。

基于ANSYS的铝螺柱焊接磁偏吹分析

为解决某车型部分位置铝螺柱焊接质量较差、掉落较为频繁的问题,通过ANSYS软件对焊接过程中产生的磁场及产生的电磁力进行模拟,确认原因为焊接过程中焊接电弧受到铁磁物质的影响偏离,产生了磁偏吹现象,经过试验确认了降低焊接电流从而减小磁偏吹的措施并实施。结果表明:减小电流能够有效解决焊钉掉落问题,并总结相关规律为后续车型焊钉焊接提供参考。

新能源动力电池中铝铜激光焊接研究进展

文章梳理了国内外学者对铝/铜异种金属激光焊接研究中金属间化合物对接头强度的影响,功率调制、脉冲形状和扫描路径对焊接接头质量的影响,不同搭接组合形式对接头组织性能的影响等方面获得的研究进展,并进一步展望了微米级铝/铜激光焊接的发展趋势,旨在为后续研究提供借鉴和参考。

焊接式铝管外导体物理发泡RF同轴电缆

详细介绍了利用现有氩弧焊设备的铝管生产工艺,它可替代挤压铝管生产工艺。研制开发了悬挂式500F型焊接铝管外导体物理发泡RF(射频)同轴电缆。目前该电缆已成功地应用于有线电视网分配干线中,其性能指标达到或超过了美国CommScope、TFC公司同类产品的水平。

铁科院ZTK-Ⅰ型60kg·m^(-1)钢轨铝热焊接材料的研制

根据钢轨铝热焊接原理,研制铁科院ZTK-Ⅰ型60 kg.m-1钢轨铝热焊接材料。焊剂的化学成分以碳、硅、锰元素为主要元素,用其他微量元素调节焊缝金属的强度、硬度、韧性等综合性能;焊剂中铝粉和氧化铁两者的重量占整个焊剂重量的79.3%,能够很好地控制钢水的浇注温度;铝粉粒度为40~80目、氧化铁粉的粒度为30~60目时,铝热反应的速度最快,并在运送过程中不发生分层;添加铝热反应缓释物,减少反应过程中的钢水飞溅。通过数值模拟方法分别模拟铝热钢水在浇注系统中的流场和凝固场,改进浇注系统,优化砂型结构。一次性坩埚内胎由不参于铝热反应的耐火材料制成,并采用阶梯式的自熔塞埋制结构。依据有关标准,对焊接接头的静弯、断口、疲劳、硬度、拉伸和金相组织进行检测,检测结果均符合相关技术条件。现场应用情况表明,焊接接头服役状态良好。此焊接材料已经在国内外推广应用。

国内外钢轨铝热焊接技术研究现状和发展

总结了国内外钢轨铝热焊接技术的研究现状和发展状况,重点介绍了钢轨铝热焊接技术的发展历史,焊剂、砂型及铝热焊接工艺的研究现状,并重点说明部分钢轨铝热焊接前沿技术。

5A02铝合金与镀锌钢CO2激光熔-钎焊接工艺

利用激光熔-钎焊实现了5A02铝合金板和镀锌钢板的优质连接。对焊缝的金相分析表明,接头钢母材未发生熔化,钢一侧为钎焊,铝一侧为熔焊;对接头的组织和结构分析表明,在焊缝金属和镀锌板的界面区形成的金属间化合物,主要成分为Fe6AlSi、FeAl和FeAl3;拉伸试验表明,焊接接头的抗拉强度可达155.720 MPa,约为5A02铝合金母材抗拉强度的76.97%,试样断裂在铝合金母材热影响区,接头的断裂主要是塑性断裂,但有脆性断裂的痕迹。

含钪与不含钪铝镁钪合金焊接接头的组织与性能

分别采用Al-Mg-Zr和Al-Mg-Zr-Sc合金焊丝为填充材料,对2 mm厚的Al-Mg-Sc合金薄板进行惰性气体保护焊接,然后对两种焊接接头的显微组织和力学性能进行对比研究。结果表明:采用两种焊丝焊接的Al-Mg-Sc合金薄板的焊接接头强度系数均大于0.9。但采用Al-Mg-Zr-Sc合金焊丝为填充材料时,焊缝晶粒组织明显细化,熔合区形成的细小等轴晶层提高了基材与焊缝填充材料的结合力,焊接接头的屈服强度比采用Al-Mg-Zr合金焊丝为填充材料时提高了100 MPa,显著提高了Al-Mg-Sc合金焊接构件的许用强度,因此焊接Al-Mg-Sc板材更宜采用Al-Mg-Sc-Zr焊丝。

时效对铜铝钎焊接头界面化合物和性能的影响

采用Zn-22Al钎料对铜铝异种合金进行了火焰钎焊,并用加速老化试验模拟了其服役环境.研究了时效过程中铜铝钎焊接头界面化合物的形貌变化及其对铜铝钎焊接头电阻率和抗剪强度的影响,并对其生长规律进行了初步计算.结果表明,铜侧界面化合物在250℃恒温时效过程中不断变厚,其生长规律呈抛物线状,且其生长系数约为6.1×10-13cm2/s;当界面化合物的厚度为4.2μm和18.1μm时,铜铝接头的电阻分别为120.3μΩ和132.9μΩ,该界面化合物厚度对电阻率的影响系数为0.25;铜铝接头抗剪强度在时效过程中先有3%的上升,随后逐渐降低至接头初始值的85%.

铝/镀锌钢焊接接头金属间化合物热力学分析

针对Al/镀Zn钢板Pulsed DE-GMAW焊接接头界面区金属间化合物相的确定性研究,在热力学基本定律的基础上,建立铝/镀锌钢板异种金属焊接接头界面Fe-Al-Zn相形成的吉布斯自由能变化的计算模型,得到Al/镀Zn钢板异种金属焊接接头Fe_2Al_5Zn_(0.4)金属间化合物相形成的标准吉布斯自由能与温度的变化关系,分析界面Fe_2Al_5Zn_(0.4)金属间化合物存在的可能性,并与焊接试验结果进行对比分析。模拟结果表明:所建立的热力学模型是合理的,在界面上形成Fe_2Al_5Zn_(0.4)金属间化合物,与试验结果基本一致,并推论了Fe_2Al_5Zn_(0.4)是在Fe_2Al_5与FeAl_3形成后,由于Zn扩散进入Fe_2Al_5的晶体空位所得到的。

激光毛化对铝/钢电弧熔钎焊接头界面与性能的影响

使用高性能铝/钢焊接件是汽车轻量化一直追求的目标.针对铝/钢接头界面脆性金属间化合物层导致接头性能较差并限制其应用的问题,采用小功率激光毛化处理工艺改变钢表面微观形貌,开展铝上钢下的TIG熔钎焊试验.通过扫描电镜观察分析了接头界面金属间化合物层的形态与分布,研究了激光毛化线间距对液态铝在钢表面润湿铺展行为及接头钎接界面金属间化合物形态与分布对接头力学性能的影响规律.结果表明,钢表面经毛化处理后,液态铝在其表面的润湿铺展性能变差,但接头钢侧界面由平直状态变为凹槽锯齿状弯曲状态,使铝钢反应接触面积增大、机械咬合作用增强,同时凹槽对裂纹的扩展起到阻断作用,提高了接头的力学性能.金属间化合物分布呈现出由沿界面均匀连续性分布变为凹槽内数量较多的非均匀分布特征.当线间距为130μm时,接头平均抗拉剪强度达到85.8 MPa.

铝钎焊接头中Cu的腐蚀与扩散行为

应用X射线衍射仪、扫描电镜和能谱分析仪 ,研究了Al Si Cu钎料中Cu在真空钎焊接头中的腐蚀与扩散行为 .研究结果表明 ,真空钎焊后的接头仍然存在腐蚀问题 ,如点蚀和晶间腐蚀等 ,并且随着w(Cu)的增加腐蚀加重 .Cu在钎焊接头中以晶界扩散为主 ,且晶界扩散比晶内扩散快 .

75kg/m钢轨铝热焊接头断裂失效研究

2010年下半年75 kg/m PG4淬火轨铝热焊断裂接头部分出现了同一形式的断裂方式。本文通过宏观断口形貌、断口扫描电镜分析、裂纹源及扩展区域金相观察,以及力学性能测定等手段对断裂接头进行失效分析。分析认为,断裂接头的起裂位置是在轨头下颚与焊筋边缘相交处,通过疲劳裂纹扩展,焊接接头经过一段工作周期后发生脆性断裂。断裂原因主要有PG4淬火轨铝热焊接头硬度的不匹配和焊缝与母材熔合处溢流飞边因素的影响。

钢轨铝热焊接头横向断裂分析

通过宏、微观检查,分析了钢轨铝热焊接头断裂失效的原因。结果表明,钢轨铝热焊接头断裂的主要原因是由于铝热反应不充分,在轨腰焊筋表层和次表层产生粗大的含有氧化铝、珠光体和马氏体的夹渣类型焊接缺陷,导致铝热焊头使用初期在夹渣类型缺陷处形成裂纹源进而发生横向断裂。轨腰焊肉处存在的沿晶界分布的马氏体组织,加剧了钢轨的脆性断裂过程。

5052铝合金-HC420LA高强钢磁脉冲焊接接头盐雾腐蚀性能

对5052铝合金-HC420LA高强钢的磁脉冲焊接接头进行了盐雾腐蚀试验,揭示了磁脉冲焊接接头的腐蚀机理。研究结果表明,铝-钢磁脉冲焊接接头的力学性能在盐雾腐蚀环境中的退化较为明显,腐蚀首先从焊缝两侧尖端开始,当腐蚀时间达到48h时,焊接接头强度已下降为原来的20%。断口微观分析表明,钢较低的电化学电位加快了腐蚀,接头的腐蚀行为具有自催化作用。

FEM的焊接式蜂窝铝板疲劳性能研究

针对钎焊蜂窝铝板在不同应力下的疲劳寿命差异,采用有限元软件ANSYS在蜂窝芯的L方向和W方向上分析蜂窝芯边长和壁厚对蜂窝板疲劳寿命的影响.钎焊蜂窝铝板的S-N曲线结果表明,蜂窝板因为其内部蜂窝芯的排列方式不同而产生各向异性,L向的力学性能优于W向.当蜂窝芯子边长和壁厚都相同时,在相同的循环载荷下,蜂窝板的疲劳寿命值随着面板厚度的增加而增大,当面板厚度增加到一定值后,蜂窝板疲劳寿命是相同的.

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。