磁脉冲焊接接头界面波纹形成机理研究

采用磁脉冲焊接工艺进行铝合金管(5A03)与棒(5A06)的连接,对焊接接头进行气密性检测和剥裂检测,观察并量化结合界面的几何参数。结果表明,当充电电压为7,7.2及7.5kV,可形成气密性良好的焊接接头;接头结合界面包括初始裂纹及良好结合两部分组成,两部分的总长度随充电电压的增加而增加;并且随充电压的增加界面良好结合段的长度是先稍有增加后急剧减小。结合界面波纹是由于撞击发生在具有初始波纹的表面上,引起结合界面产生亥尔姆霍尔兹不稳定性而形成的。

预制波纹钢/铝复合板轧制工艺模拟与界面结合性能研究

轧制复合法具有环保、可连续生产等优点,然而传统热轧过程中的界面氧化限制了钢/铝复合板的高质量生产。冷轧预制波纹+热轧平辊整平(波平轧制)工艺通过在Q235钢的表面波纹冷轧一层1060薄铝,有效地防止了Q235钢与5083铝合金直接热轧时钢的界面氧化。采用有限元模拟与轧制试验相结合的方法,研究了钢/铝复合板典型位置的受力情况与剪切性能的特点。结果表明:前波腰位置所承受的较大摩擦应力对钢、铝的结合具有促进作用;波谷与前波腰位置在轧制过程中产生了较大的塑性变形,促进了硬脆层的破裂,有利于钢、铝的结合;波谷与前波腰处的剪切强度优于波峰与后波腰。

预制波纹工艺对钢/铝/铝合金复合板界面影响机制研究

针对轧制钢/铝复合板过程中易出现的变形不协调、界面氧化和结合强度低等问题,提出一种“冷轧预制波纹+热轧平辊整平”的轧制复合方法。首先,利用波纹辊冷轧预制出铝侧带波纹,钢侧为平面的钢/铝复合板,由于铝侧极薄,既可以避免双金属的变形不协调,又可以使铝覆着在钢上防止其高温氧化;其次,将钢/铝波纹复合板再与铝合金板组坯,加热至500℃,经平辊轧制,最终制备出表面平直、界面呈波纹形状的钢/铝/铝合金复合板。通过分析不同预制波纹工艺对钢/铝/铝合金复合板轧制过程中界面形貌及性能的影响表明:(1)铝带轧前热处理,可以提高铝带延展性和降低其变形抗力,有利于改善预制工艺中钢铝双金属的协调变形;(2)预制钢/铝复合板压下率存在最佳值,过小界面存在缝隙,过大铝层容易被波纹辊拉断;(3)通过优化预制工艺,最终制备的钢/铝/铝合金复合板实现了各层金属间的机械咬合和冶金结合,轧向界面平均剪切强度达到77.68 MPa、横向界面平均剪切强度达到92.63 MPa,远高于国标60 MPa,为提高钢/铝复合板界面结合强度提供了新的思路。