Cu和Ni中间层对铝/钢异种金属搅拌摩擦搭接焊接头界面微观组织及剪切性能的影响

采用搅拌摩擦搭接焊(FSLW)对添加Cu和Ni中间层的6061-T6铝合金和QP1180钢进行焊接,研究接头微观组织及力学性能。结果表明, FSLW可以成功制备出成形性良好的Al-Cu-Fe及Al-Ni-Fe接头, Cu粉和Ni粉均与基体结合良好。Cu粉阻隔了Al-Fe之间的元素扩散,接头金属间化合物(IMCs)种类为Al Cu和Al_(3)Cu_(2),无Al-Fe IMCs生成;Ni粉无法完全阻隔Al-Fe之间的反应, IMCs种类为Al_(3)Ni_(2)和Al Fe_(3)。Al-Ni-Fe接头中产生的IMCs与基体之间的平均错配度低于Al-Cu-Fe接头中IMCs与基之间的平均错配度,表明Al-Ni-Fe接头中产生的IMCs与基体之间的结合强度优于Al-Cu-Fe接头中产生的IMCs与基体之间的结合强度,因此Al-Ni-Fe接头剪切强度(7.86 k N)优于Al-Cu-Fe接头剪切强度(4.62 k N)。

基于蒙特卡罗方法的铝/钢熔钎焊界面金属间化合物层生长分析

针对铝/钢熔钎焊界面金属间化合物在SEM,EDS,XRD界面测试研究的基础上,确立了界面由Fe_2Al_5、FeAl_3等金属间化合物组成.在此基础上采用蒙特卡罗方法(monte carlo method,MC),建立了铝/钢界面铝、铁原子的扩散及Al-Fe金属间化合物生长模型,并进行了数值分析和对比研究进一步分析了金属间化合物的生长过程.结果表明,所建立的模型能够很好地反映钢侧Fe_2Al_5的生长,铝侧FeAl_3离散存在,且金属间化合物层的厚度接近试验测量结果.

铝-钢复合板在加热过程中界面和性能的稳定性

研究了铝-钢复合板在650C以下加热后铝/钢界面的组织变化及其复合板的冷弯性能。结果表明,在500C以下加热界面基本无化合物生成,而在500～650C之间加热界面上生成FeAl(β_(2n))金属间化合物,以锯齿状向钢侧生长,生长的动力学为。当l^(β_(2n))>30～40 μm时复合板的弯曲角快速减小,l^(β_(2n))>50μm后弯曲角减小到40°以下,因此铝-钢复合板加热温度不要超过500C,以防止界面化合物的生成,保证铝-钢复合板有良好的变形性能。

铝-钢爆炸焊接界面钢侧纳米晶研究

采用透射电镜研究了爆炸焊接的铝-钢界面钢侧的组织,分析了纳米晶的形成机制。结果表明:由基体向界面方向,焊接的铝-钢试样从滑移线及单系孪晶过渡到多系孪晶,晶粒不断碎化;到界面附近,形成等轴状、随机取向的奥氏体及马氏体混合的纳米晶组织。

提高铝钢焊接接头力学性能的研究现状

铝钢复合结构具有强度高、耐腐蚀、质量轻等优点,在航空航天、船舶、汽车制造等领域引起了广泛关注,应用前景良好。然而铝、钢两种材料的热物理性能差异大,且两者之间的固溶度低,在连接过程中Al、Fe原子相互作用极易生成脆性的Al-Fe金属间化合物,从而降低接头的力学性能,极大限制了铝/钢异种复合结构件在工业生产中的应用。为了增加液态铝在钢表面的润湿铺展性,以及有效控制铝钢界面Al-Fe金属间化合物的生长,国内外学者主要从添加合金元素和镀层两方面进行研究,以期获得成形良好且符合一定力学性能要求的铝钢接头。