铝/不锈钢电磁脉冲焊接界面组织性能分析

利用改进的70 k J高能量电磁脉冲设备,在最佳焊接工艺参数下(脉冲电流750k A,电压17 k V,频率18 k Hz),实现了高强度的铝/钢电磁脉冲焊接。进行扫描电镜对接头微观形貌观察和元素分布的EDS分析,结果表明:铝/钢焊接界面呈小波状形貌,界面波幅和波长比值是0.27,界面性能比较稳定;接头界面存在5~13μm的过渡区,点扫描元素含量并取其均值,铝为75.33%,铁为23.23%,推断生成Fe Al3金属间化合物;铝基体到结合界面硬度逐渐增大,钢基体到结合界面硬度逐渐减小;拉伸试样断裂位置在铝合金近搭接接头处,断口形貌呈现大小、深浅不一的韧窝塑性断裂,第二相粒子产生空洞形核后长大、聚集和断裂的特征,研究结果可为电磁脉冲焊接提供理论数据。

温度梯度对Cu/Sn/Cu微焊点界面反应和剪切强度的影响

电子产品微互连焊点的尺寸越来越小,导致电流密度越来越大,由此产生的严重焦耳热问题使微互连焊点内产生较高的温度梯度。主要在Cu/Sn/Cu微互连焊点界面反应的研究基础上,综合分析了由于温度梯度导致的金属原子热迁移行为,并研究了温度梯度对微互连界面反应和剪切强度的影响。实验结果表明:在200~20℃、200~0℃2种不同温度梯度下Cu/Sn/Cu三明治结构焊点界面处均出现热迁移现象,经计算得到2种焊点在两温度区间下的迁移热,说明在强制制冷为焊点提供较大温度梯度时,可以在较低温度下使Cu原子在固态Sn中扩散;并且随着时间的延长,热迁移效果也越来越明显;在相同的温度梯度和相同的时间下,焊点高度为100μm的焊点IMC层的厚度要显著大于焊点高度为300μm的焊点;随着IMC层厚度的增加,焊点的剪切强度降低。

Fe_2O_3对Bi_2O_3-B_2O_3-ZnO系统封接玻璃结构及性能的影响

采用熔融冷却的方法制备了(40–x)Bi_2O_3-30B_2O_3-30Zn O-x Fe_2O_3(0≤x≤10)系统玻璃。研究了Fe_2O_3取代Bi_2O_3对Bi_2O_3-B_2O_3-Zn O系统玻璃结构、玻璃化转变温度(t_g)、初始析晶温度(t_c)、热稳定性、热膨胀系数(α)及化学稳定性的影响。红外光谱(FTIR)结果表明,Fe2O3以网络修饰体存在于玻璃结构间隙,增强了玻璃结构,玻璃密度减小。随着Fe_2O_3含量的增加,t_g、t_c逐渐升高,玻璃的热稳定性有所降低。α从8.2×10^(–6)℃^(–1)减小至7.4×10^(–6)℃^(–1),玻璃的软化点(t_s)逐渐从439℃升高到486℃。引入Fe_2O_3后,玻璃的化学稳定性提高。

热处理对45钢摩擦焊接头组织性能的影响

针对某公司的45钢摩擦焊杆,采用材料结构分析技术研究了热处理对接头组织性能的影响。结果表明,热处理前焊接接头为先共析铁素体+珠光体+魏氏体的粗大组织,母材为珠光体和沿晶界铁素体组织,焊缝的显微硬度最大,热影响区其次,母材最小,拉伸试样断裂位置在母材;经过正火、淬火和回火的热处理后,焊接接头组织变得细小而均匀,为回火索氏体+贝氏体+少量沿晶界铁素体混合组织,焊缝和母材的显微硬度基本接近,拉伸试样断裂位置在正火区与不完全正火区的交界处,冲击断裂面平直,呈现脆性断裂特征,为准解理+二次裂纹+撕裂状韧窝+夹杂物条带状。

电站用Q390钢焊接温度模拟与组织性能分析

基于ANSYS有限元对锅炉用Q390钢多道次气体保护焊接温度场进行数值模拟,获得了热循环曲线、峰值温度与组织状态的变化规律,结合SH-CCT曲线,预测了热影响区宽度和组织分布,将结果与相同焊接条件下试验数据对比。结果表明:模拟温度分布与实测数据吻合良好;模拟热影响区宽度为3.3 mm,实测位置的峰值温度为1189.54℃,冷却后得到贝氏体和马氏体混合组织;采用药芯焊丝CHT711的焊缝为铁素体、贝氏体和珠光体组织,热影响区以贝氏体组织为主;拉伸断裂位置在母材,断口呈杯锥形的韧窝断裂,其力学指标满足工程要求。

液压支架用785DB钢焊接残余应力模拟分析

为了掌握液压支架用785DB钢焊接残余应力分布规律,确保结构质量安全,采用ANSYS有限元对20 mm厚的板材焊接过程进行数值模拟,并与相同工艺下试验数据进行比较。结果表明:焊缝最大内凹变形位于底端,且在板边自由端向上翘起;焊缝残余拉应力由外表面至内表面逐渐增大,并接近材料屈服强度,熔合线附近以拉应力-压应力-拉应力的规律变化,远离焊缝残余拉应力变为压应力再趋向于零。模拟结果与实测值的分布规律基本一致,有限元模型能够准确预测残余应力变化规律,特别是能够给出沿着厚度方向的残余应力分布,为实际焊接工作提供指导依据。