30%碳纤维增强PA6复合材料的超声焊接-铆接复合连接工艺

该研究采用一种特殊设计的具有双凸缘结构的铆钉,制备了30%碳纤维增强PA6复合材料的超声波焊接-铆接复合连接接头,研究了焊-铆接头的宏观形貌、截面结构、失效形式、抗剪强度和剥离强度,并分析了焊-铆接头力学性能的改善机制。结果表明,超声波焊接-铆接复合连接的过程由库伦摩擦、铆钉铆入上板、铆钉铆入下板、焊合面材料熔化和凝固5个阶段组成。所制备双凸缘钉子的沟槽有效阻止了接头焊合面熔化材料的溢出,促进了铆钉与铆接板材间的机械互锁和铆钉周围焊核的形成,因此改善了焊-铆接头的抗剪强度、剥离强度和吸能性能。相对于抗剪强度,其对剥离强度的改善效果更显著。采用最佳焊铆参数下制备的焊-铆接头的抗剪强度和剥离强度较单一超声波焊接头分别提高了29.9%和39.2%。焊-铆接头的强度的改善缘于焊合面上铆钉周围形成的焊核及铆钉与铆接板材间的机械互锁的综合作用。

QP980高强钢/6061铝合金焊-铆复合连接工艺研究

采用低功率激光诱导电弧复合热源对QP980高强钢和AA6061-T651铝合金进行了焊-铆复合连接,探究了激光功率对焊缝形貌及力学性能的影响。结果表明,激光功率过小时,铝和钢无法形成有效连接;激光功率过大时,接头成形不良,且易出现明显缺陷;激光功率为240 W时,接头成形良好,内部无明显缺陷,且拉伸剪切载荷最大,为7.15 kN。对最佳参数下QP980钢/6061铝焊-铆接头的显微组织进行了分析,结果发现,钢/铝界面从钢侧到铝侧依次由层状的Fe_(2)Al_(5),在其上分布的针状FeAl_(3)以及游离在铝基体中的FeAl_(3)组成。金属间化合物层厚约2μm,不会恶化接头性能。显微硬度测试结果表明,硬度分布与组织分布相对应,硬度最高值出现在超临界HAZ,约为HV500。熔合区由于混合了QP980钢、Q460钢、6061铝合金,并且有较硬的Fe-Al金属间化合物生成,硬度在HV350~HV460范围内变化。

TA1铆焊复合接头与自冲铆接头力学性能对比

采用铆焊复合连接技术(对TA1进行自冲铆接后,再对其进行电阻点焊)对TA1钛板进行了连接,通过分析TA1铆焊复合接头与自冲铆接头的载荷-位移曲线和宏观失效形式,比较了TA1铆焊复合接头与自冲铆接头在静力学性能、截面成形、失效机理、能量吸收值等方面的不同。结果表明:铆焊复合接头的平均静失效载荷大于自冲铆接头的平均静失效载荷;与自冲铆接头相比,铆焊复合接头中铆钉与板材、板材与板材之间接触更致密;铆焊复合接头的失效形式为铆钉腿被切断,同时伴随下板撕裂,自冲铆接接头的失效形式为铆钉腿被切断;在能量吸收值方面,铆焊复合接头相比自冲铆接头更大。