超声滚压固接Ti/Al金属箔材性能试验研究

通过超声振动作用使工具头滚压固接异种金属Ti/Al箔材.采用扫描电镜观测分析固接异质Ti/Al箔材的表面形貌微观组织结构.利用维氏硬度计测定不同压力和不同振子振幅条件下试样表面层的硬度值.应用摩擦磨损试验仪测定试件随时间变化摩擦系数的变化情况.结果表明,振子振幅一定的条件下,随着压力的增大,固接表面的晶体变得更加细小,表层形貌改善.压力一定的条件下,随着振子振幅的增大,试件表面起伏较为平缓.压力对于表面维氏硬度值的影响不大.在该研究设计的参数范围内,压力为1.5kN,振子振幅为30μm时,固接箔材性能最优.

铝钛异质材料超声波焊接研究

进行6061铝合金和Ti-6Al-4V钛合金异种金属材料超声波焊接研究,采用EDS和金相显微镜分析接头的微观组织结构,利用撕裂实验及硬度测试来评定接头的力学性能。研究表明,6061铝合金和Ti-6Al-4V钛合金具有良好的超声波焊接性能,焊接接头的强度满足使用性能,且得到最佳超声波焊接时间为170 ms,焊接压力为0.4 MPa。

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。

钛-铝异种材料的点焊技术研究新进展

钛合金和铝合金的应用在航空航天及汽车制造领域都在逐步增加,而Ti/Al异种金属复合结构中搭接连接无疑是不可避免的连接形式,因此对于钛/铝异种金属点焊技术的研究是非常必要的。由于Ti/Al两种材料的物理和化学性质存在巨大差异,导致两者的焊接尤为困难,目前能实现钛铝异种材料的高质量焊接的方法研究较少。先从钛和铝材料的本身特性入手,阐述目前3种常用的点焊技术:电阻点焊、搅拌摩擦点焊和超声波点焊的研究现状。主要涉及点焊接头成形、焊接参数、接头的组织特征以及力学性能,探究了各个方法的优缺点,并指出Ti/Al异种金属焊接质量的关键主要在于对金属间化合物的有效控制。为Ti/Al异种结构的连接提供合适的设计思路,并为新的连接方法提供借鉴思路。

铝合金CMT熔敷工艺对添加Nb中间层钛/铝构件成形及组织的影响

针对钛/铝异种材料构件的高质量制备需求,采用基于冷金属过渡(CMT)技术的电弧增材制造(WAAM)方法制备出添加Nb中间层的钛/铝构件,研究了铝合金熔敷送丝速度对构件成形与组织的影响规律。结果表明,随着铝合金熔敷送丝速度由3 m/min提高至5 m/min,一个CMT周期内的峰值阶段持续时间延长,热输入增大,铝合金熔敷层宽度增加;送丝速度为3 m/min和4 m/min时,在铝合金熔敷层与钛合金熔敷层之间均剩余了一层纯Nb中间层,在Al/Nb界面处分别形成了厚度约为0.8μm和2.0μm的AlNb反应层;送丝速度为5 m/min时,Nb中间层和部分钛合金熔敷层发生了熔化,形成了Ti-Al, Al-Nb和Ti-Cu等多种脆性金属间化合物。选择4 m/min送丝速度进行铝合金熔敷,可以获得具有较好成形和组织分布的添加Nb中间层钛/铝异种材料构件。