Mg/Al异种金属的焊接研究现状

镁合金是21世纪最有发展潜力的非铁金属材料之一,也是新型的绿色环保工程材料,其研究开发和应用得到了广泛的关注,其中Mg/Al异种金属的焊接是目前非铁金属材料焊接领域的前沿。概述了Mg/Al异种金属焊接技术的研究现状,主要针对其熔焊和固相焊,并指出进一步开展Mg和Al的焊接工艺和基础理论的研究,对推动Mg/Al异种金属接头的实用化具有重要的意义。

Mg/Al异种金属焊接研究现状及发展方向

镁合金和铝合金性能优异,应用前景广阔,焊接技术约束其进一步发展应用。分析了镁、铝合金的焊接特点,综述了近年来镁/铝异种金属焊接方法,包括扩散焊、钎焊、搅拌摩擦焊、电子束焊、TIG焊、激光焊等,展望了镁/铝异种金属的焊接研究方向。

钎焊温度及保温时间对Sn-30Zn钎料钎焊Mg/Al异种金属组织和性能的影响

采用Sn-30Zn(质量分数,%)钎料对Mg/Al异种金属进行低温钎焊.并利用扫描电子显微镜、电子探针研究了钎焊接头在不同焊接工艺参数下的微观组织演变过程,同时采用维氏硬度仪及万能力学性能试验机对接头的显微硬度和力学性能进行了测试.结果表明,当钎焊温度为330℃,保温时间为5 s时,钎焊接头组织性能较好.接头组织主要分为近镁侧的Mg2Sn化合物层、近铝侧的Al-Sn-Zn固溶体层、焊缝中心三个区.焊缝中心区以Sn-Zn的过共晶组织为基底,上面弥散分布着Mg2Sn相,铝基固溶体相.接头的最佳平均剪切强度为60.47 MPa.

Mg/Al异种金属焊接研究现状

镁合金和铝合金是当前广泛应用并具有良好前景的有色金属材料,而Mg/Al异种金属焊接是当前研究的热点问题。本文介绍了当前镁铝异种金属常用焊接方法的研究现状,分析了焊接中常出现的问题和解决方案。提出进一步开展镁铝焊接工艺和基础理论研究,对于推动镁铝异种金属焊接应用具有重要的意义。

冷喷涂Zn中间层对Mg/Al异种金属超声波焊接性能的影响

Mg/Al异种金属超声波焊接(USW)是当前研究的热点问题,但在焊接过程中形成的金属间化合物(IMC)导致接头强度较低。为提高接头强度,预先利用超音速冷喷涂技术在Mg板表面喷涂Zn粉作为中间层,后进行超声波点焊试验,分析了接头的微观组织和力学性能。研究表明:无中间层接头界面出现了大量的Mg-Al系金属间化合物Al12Mg17,含Zn中间层接头界面中存在延性金属间化合物MgZn2。Zn中间层有效阻止了Mg/Al相互扩散,抑制了Mg-Al系IMC的生成,提升了接头的性能,与无中间层接头相比,最大拉伸剪切载荷提升11.5%,剥离强度提升了29.5%。

焊接能量对Mg/Al异种金属接头组织和性能的影响

为提高Mg/Al异种金属接头的焊接质量,采取超声波焊接对1 mm厚AZ31B镁合金及1 mm厚的5052Al合金进行连接。在焊接压力均为0.3 MPa、焊接振幅为60%的情况下,控制焊接能量为700,1000,1300,1600 J时,得到在焊接能量为1300 J时有接头剪切值最大为1190 N。通过对接触界面的微观形貌观察以及断口形貌的观察,发现在1300 J时,材料流动性能最佳,在接触界面形成了材料的嵌合,增强了接头力学性能。

镁/铝异种金属焊接的研究现状与展望

镁合金和铝合金(Mg合金和Al合金)都具有很多优良的特性,在现代工业中占有越来越重要的地位,实现Mg/Al异种金属的可靠焊接对于轻量化的发展具有重要意义。然而,在Mg/Al异种金属焊接过程中存在一些亟待解决的问题,例如Mg合金和Al合金易氧化、易形成气孔和连续分布的金属间化合物(IMCs)等严重影响接头性能。本文分析了Mg/Al异种金属的焊接性,回顾了Mg/Al异种金属焊接技术的研究进展,阐述了Mg-Al IMCs的改善和消除,并对Mg/Al异种金属焊接提出了展望。

焊接能量对Mg/Al超声波焊接接头微观组织与力学性能的影响

在Mg/Al超声波焊接(USW)领域,现有研究侧重于接头的组织性能,但对焊接过程中的界面应力分布和成形机制报道较少。运用USW技术制备了Mg/Al异种金属搭接接头,通过FEA、OM、SEM、EDS、XRD及剪切试验等测试手段,研究不同焊接能量对接头的界面应力分布、界面峰值温度、界面连接状态、微观组织特点以及力学性能的影响规律。研究发现:焊接过程中Mg/Al界面应力分布较均匀,连接界面较平直,未出现明显的漩涡状塑性流动和机械咬合。随着焊接能量的增加,界面应力水平提高,峰值温度升高,界面冶金结合区域逐渐增大。以有限元仿真模拟为基础,系统地分析阐述界面成形机制,指导选择合适的热输入量,以期为Mg/Al超声波焊接在实际生产应用中提供必要的技术和数据支撑。当焊接能量为500 J时,界面处生成Al_(12)Mg_(17)金属间化合物(IMC),而且随着焊接能量的增加,IMC层增厚,导致接头剪切性能随着焊接能量的增加呈现出先增加后减小的趋势,厚度适中的IMC层对提高接头力学强度具有重要意义。