热源偏移对钢/铝异种材料等离子弧焊接接头温度场和残余应力的影响

采用有限元模拟方法研究了热源偏离钢铝界面的距离(热源偏移距离)对钢/铝异种材料等离子弧焊接接头温度场和残余应力的影响,并进行了试验验证。结果表明:钢/铝异种材料焊接接头温度场呈非对称分布,钢侧温度梯度小于铝侧的;随着热源偏移距离的增加,接头钢侧温度升高、熔宽增大,铝侧则相反;接头铝侧残余应力主要为拉应力,钢侧近界面处的残余拉应力随着热源偏移距离的增大而减小,最后变为压应力,远离界面处的残余应力主要为压应力;实测残余应力与模拟结果的相对误差小于8%,且残余应力状态与模拟结果相符。

钢/铝异种材料接头焊接技术研究进展

钢/铝异种材料焊接通过充分发挥高强度钢板和铝合金的优势,在保证安全性能的前提下实现节能减排的目的,广泛应用于汽车轻量化领域。然而钢/铝异种材料接头在焊接过程中极易生成硬脆的金属间化合物(intermetallic compound, IMC),可降低接头的力学性能,对其实际服役也造成不利影响。研究金属间化合物的厚度、形貌和物相等特征对于提高钢/铝接头的力学性能有着重要的理论指导作用。概述了几种常见焊接技术下钢/铝异种材料接头的研究现状,并着重分析了金属间化合物属性对钢/铝异种材料接头力学性能的影响机制。此外,结合目前钢/铝焊接存在的难点,提出了提高其接头力学性能的研究思路。

钢铝搅拌摩擦焊搭接接头的机械结合与冶金结合方式

为了在汽车制造业中实现节能环保的目的，铝合金在车身材料中的应用是实现汽车结构轻量化的重要途径。然而，钢/铝异种材料的连接问题尚未得到解决。考虑采用搅拌摩擦焊方法连接钢/铝异种材料，通过控制搅拌针的压入量，获得两种不同结合方式的接头：一种是搅拌针进入钢材中，形成机械＋冶金结合的接头；另一种是搅拌针不进入钢材中，仅通过热传递的方式将摩擦热量传输到钢/铝冶金界面上形成冶金结合的接头。对形成的异种材料接头进行剪切测试和连接界面观察。研究结果表明，钢板上的镀锌层对钢/铝接头的形成具有重要影响。在机械＋冶金结合的接头中，钢/铝之间的冶金界面层较厚，主要由Al、Zn元素组成；而在冶金结合接头中，界面层的厚度仅为2～3μm，且主要由Fe、Al元素组成，并对影响接头强度的影响因素进行探讨。

连接温度对Q235/7075铝合金TLP扩散连接接头组织和性能的影响

在开放环境下,用电磁感应加热,氩气保护,以Al-Cu-Si非晶箔作中间层,采用焊接压力为3 MPa、保温时间为5 min,研究了连接温度对Q235/7075铝合金异种材料TLP连接接头组织与力学性能的影响。结果表明,Q235/7075异种材料在连接温度为600℃时形成的TLP扩散连接接头具有较好的抗剪切强度,约为45 MPa。

HC340LA镀锌板/6061-T6铝合金自冲铆接头力学性能研究

针对某车型采用HC340LA镀锌板和6061-T6铝合金制备防撞梁总成连接强度达不到设计标准的问题,通过SPR工艺搭接了2种材料,系统研究了板材厚度、组合方式、铆钉开槽等工艺参数对接头拉剪载荷的影响。试验结果表明,接头拉剪载荷和失效位移受板材厚度影响显著且呈正相关关系,以铝板为下板时具有更佳的力学性能;对铆钉开槽处理,开槽后接头背面"铆扣"外观呈现与槽口对应的塌陷区,拉剪载荷随槽口深度增加而逐渐提高,并在槽口深度为1.2 mm时达到最大值5 045 N,较未开槽试样提高11%,但槽口深度进一步增加到1.6 mm时拉剪载荷急剧降低,显示与原始试样同等级力学性能。