钛/铝异种金属FSW接头的氢扩散试验设计与研究

钛/铝异种金属焊接结构因兼具两种材料各自的优势,在航空航天、汽车制造等领域有着广阔的应用前景。但异种金属在涉海等潮湿环境中极易发生由电偶腐蚀引发的氢扩散问题,造成钛合金的氢致脆化。本文提供了一种基于丝束电极理念的异种金属焊接接头重构方法,可以实现异种金属焊接接头各个亚区之间的偶接测试。在此基础上设计了异种金属焊接接头的氢扩散行为监测装置,通过试验验证获得了氢在金属材料中的扩散系数、吸附氢浓度等参数,为揭示异种金属焊接结构的环境氢脆问题奠定了基础。提出的异种金属焊接接头氢渗透测试方法可以推广应用于铝/钢、镁/钢等异种金属焊接接头氢扩散行为的检测,为评价电偶腐蚀中的氢致脆化影响提供了理论指导,弥补了现有方法仅能研究阳极溶解行为的不足。

ER4043焊丝Mg/Al异种金属冷金属过渡焊接接头组织及性能研究(英文)

模板采用冷金属过渡(CMT)焊接工艺,以ER4043铝硅焊丝作为焊缝填充金属对AZ31镁合金和6061铝合金进行对接,焊接过程稳定,焊缝成型良好。利用光学显微镜、扫描电镜、能谱和X射线衍射等表征方法,对接头的组织、成分和相组成等进行了分析。结果表明:填充金属与铝母材界面结合良好,与镁母材联生结晶,晶粒长大形成均匀分布的柱状晶,为α镁基固溶体和γ(Mg17Al12)的共晶组织,镁侧熔合区生成了Mg17Al12、Mg2Al3、Mg2Si金属间化合物。力学性能测试表明:镁侧熔合区的显微硬度值较高, 该处生成了脆硬的金属间化合物;断裂均发生在镁侧熔合区,属于脆性断裂。断裂的主要原因是镁侧熔合区生成了大量的Mg2Si、Mg17Al12和Mg2Al3金属间化合物。

Ti/AlTIG微熔钎焊界面行为及接头断裂行为

以TIG电弧为热源,AlSi5焊丝为填充材料,采用SEM、EDS、XRD对Ti-6Al-4V(TC4)钛合金和AlMg6铝合金异种材料TIG微熔钎焊的接头、温度场以及断裂行为进行了研究。试验表明:焊接接头铝母材侧具备TIG填丝熔化焊特征,Ti母材处为钎焊特征。峰值温度的升高能够增加界面层厚度,峰值温度升高,界面层组织趋于复杂。降低高温停留时间能够减小界面层厚度,但随着峰值温度增加,过快的冷却速度会产生较大的内应力,形成贯穿界面的裂纹。钛/铝TIG微熔钎焊的断裂,铝侧发生的断裂是韧性+脆性的混合型断裂,气孔及微裂纹为断裂起源。钛合金的母材过量溶解或者熔化,会导致气孔直径增加,应严格控制热输入量及钛母材的熔化。