检索结果-南通市图书馆

汽车用铝钢无匙孔搅拌摩擦点焊接头组织及界面特征研究

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材料导报 2023年第5期37卷 176-181页

作者：张忠科蒋常铭李轩柏熊建强童辉兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室兰州730050 上海汽车集团股份有限公司商用车技术中心上海200438

随着轻量化技术的发展,镀锌钢板与铝合金等异种金属连接在现代汽车工业中的应用越来越多,回抽式无匙孔搅拌摩擦点焊具有热输入低、焊缝晶粒细小、接头力学性能高等优点,在铝合金等轻金属焊接领域具有很大的优势。本工作使用回抽式搅拌... 详细信息

随着轻量化技术的发展,镀锌钢板与铝合金等异种金属连接在现代汽车工业中的应用越来越多,回抽式无匙孔搅拌摩擦点焊具有热输入低、焊缝晶粒细小、接头力学性能高等优点,在铝合金等轻金属焊接领域具有很大的优势。本工作使用回抽式搅拌摩擦点焊技术,成功实现了0.7 mm厚的镀锌钢板与2 mm厚的铝合金板的无匙孔搅拌摩擦点焊连接。在不同的焊接转速下,对铝钢异种金属进行无匙孔搅拌摩擦点焊实验研究,分析了无匙孔搅拌摩擦点焊接头的剪切性能、断口形貌、各区微观组织、界面区特征及连接机理。研究结果表明,转速为1 200 r/min、压入量为0.2 mm、焊接时间为15 s时焊接接头最佳,具有最好的力学拉伸性能,断裂位置为热机影响区;通过扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)对接头的微观形貌以及断口形貌进行观察分析发现,在搅拌区接头界面形成了约6μm厚的金属间化合物,为AlFe_(3)、Al_(13)Fe_(4)、AlFe;各位置处金属间化物的形貌与厚度不同,断裂方式为混合断裂机制,界面处的连接为机械结合和冶金结合两种接合方式。

关键词：无匙孔搅拌摩擦点焊异种金属铝合金镀锌钢板界面行为

LD2铝合金与不锈钢惯性摩擦焊及高低温循环试验

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焊接学报 2023年第8期44卷 123-128,I0010页

作者：赵衍华张丽娜蔡菁青王炜郭盛斌沈岩首都航天机械有限公司北京100076

采用惯性摩擦焊实现了LD2铝合金/0Cr18Ni9不锈钢异种金属的高质量连接,通过焊后加工的方式获得接头强度可达铝合金母材的96%.对获得的优质铝/钢接头进行工艺研究,对比分析了高低温循环试验前后接头界面组织、密封性、承压力及硬度等性能... 详细信息

采用惯性摩擦焊实现了LD2铝合金/0Cr18Ni9不锈钢异种金属的高质量连接,通过焊后加工的方式获得接头强度可达铝合金母材的96%.对获得的优质铝/钢接头进行工艺研究,对比分析了高低温循环试验前后接头界面组织、密封性、承压力及硬度等性能.结果表明,采用优化焊接工艺可获得无缺陷铝/钢异种金属焊接接头,界面金属间化合物层厚度约为500~600 nm,且分布均匀、连续;焊接接头发生了元素扩散,界面形成了富硅的FeAl_(x)相;接头断裂形式以韧性断裂为主的混合断裂;密封性和承压能力良好;高低温循环试验后的接头界面显微组织、密封性和承压能力基本无变化;高温循环后,时效强化导致铝合金侧的硬度值较初始和低温状态提升约10%.

关键词： LD2铝合金异种金属惯性摩擦焊高低温循环试验

316L不锈钢/T2紫铜热等静压扩散连接接头的微观组织与力学性能

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焊接学报 2023年第4期44卷 58-62,I0006,I0007页

作者：麻相龙曹睿董浩王彩芹张龙戈闫英杰兰州理工大学有色金属先进加工与再利用省部共建国家重点实验室兰州730050 中国钢研科技集团有限公司安泰科技股份有限公司北京100081

采用热等静压(hot isostatic pressing,HIP)工艺对棒材316L不锈钢/T2紫铜进行连接,分析连接界面微观组织和力学性能.结果表明,在塑性变形和扩散反应的连接机制下,异种金属连接接头结合良好,两侧基体元素发生了明显的互扩散,最终形成了3.... 详细信息

采用热等静压(hot isostatic pressing,HIP)工艺对棒材316L不锈钢/T2紫铜进行连接,分析连接界面微观组织和力学性能.结果表明,在塑性变形和扩散反应的连接机制下,异种金属连接接头结合良好,两侧基体元素发生了明显的互扩散,最终形成了3.9μm厚的扩散层,扩散层分为两侧的扩散影响区(diffusion affected zone,DAZ)和中间反应层(reaction layer,RL),扩散层及其附近的T2紫铜侧有树枝状的γ-Fe相、条状α(Cu,Ni)相和不规则块状富Cr相析出.硬度试验结果表明,连接接头硬度要高于较弱T2紫铜母材,接头平均硬度为94 HV0.1,未出现硬度突变的现象,表明接头没有脆性金属间化合物生成,拉伸试验最终在T2紫铜母材断裂,断裂机制为韧性断裂,最大抗拉强度为165 MPa,接头及其附近析出相的弥散分布形成了第二相强化机制,阻碍位错的运动,最终使得连接接头具有较高的硬度和较好的结合强度.

关键词：热等静压扩散连接微观组织异种金属力学性能

铝/铜异种金属电阻热辅助超声波缝焊工艺特性

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焊接学报 2022年第7期43卷 76-81,I0007,I0008页

作者：于江潘俊林苗惺林张洪涛高建国苏昭方哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室哈尔滨150001 哈尔滨工业大学(威海) 山东省特种焊接技术重点实验室威海264209 山东经典重工集团股份有限公司济宁272000

1060纯铝箔作为中间层,通过电阻热辅助超声波缝焊的方式实现1 mm厚度6061铝合金和T2紫铜异种金属焊接,分析了焊接过程中电阻热对铝/铜焊接接头焊缝成形、界面形貌、温度场以及力学性能的影响.结果表明,采用单独超声波缝焊焊接铝/铜异种... 详细信息

1060纯铝箔作为中间层,通过电阻热辅助超声波缝焊的方式实现1 mm厚度6061铝合金和T2紫铜异种金属焊接,分析了焊接过程中电阻热对铝/铜焊接接头焊缝成形、界面形貌、温度场以及力学性能的影响.结果表明,采用单独超声波缝焊焊接铝/铜异种金属时,因产生的焊接能量较小,接头连接界面处仅局部区域位置形成连接,接头拉剪强度为45 MPa.但在电阻热辅助超声波缝焊过程中,电阻热的加入能够有效预热工件,令待焊材料表面发生软化,在高频振动作用下,接头连接界面处形成有效连接.同时,引入电阻热提高了铝/铜界面处温度,由单独超声波缝焊的140℃增加至190℃,界面处原子扩散距离增加,获得焊接接头的拉剪强度增加至75 MPa,相对前者接头拉剪强度提高67%.

关键词：电阻热超声波缝焊异种金属力学性能

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油管模型建立及结构对称性对其残余应力影响

焊接学报 2022年第3期43卷 101-112,I0009,I0010页

作者：余光伟谢清程杨珺柳施睿赟蔡翔宇李文海上海大学上海200444 上海船舶设备研究所上海200031

目前对调距桨传动轴内异种金属焊接油管的残余应力研究很少,油管作为调距浆核心的动力元件之一,其可靠性尤为重要.基于ANSYS有限元软件以四椭球热源模型模拟焊接热输入建立了油管焊接温度场和应力场分析的热-弹-塑性有限元模型,并对该... 详细信息

目前对调距桨传动轴内异种金属焊接油管的残余应力研究很少,油管作为调距浆核心的动力元件之一,其可靠性尤为重要.基于ANSYS有限元软件以四椭球热源模型模拟焊接热输入建立了油管焊接温度场和应力场分析的热-弹-塑性有限元模型,并对该模型进行了试验验证.在此基础上,研究了长焊缝有限计算模型的简化方法和焊件结构的对称性对油管残余应力的影响.结果表明,在保证计算精度的基础上,简化后油管有限元模型的计算速度是未简化模型的8倍.非对称结构油管的残余应力在数值上明显大于对称结构油管的残余应力,在一定程度上非对称结构的油管能够反映对称结构油管最薄弱位置的残余应力分布.

关键词：异种金属椭球热源焊缝简化残余应力

反应堆压力容器内部大尺寸环形异种金属焊缝残余应力分布研究

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核动力工程 2022年第3期43卷 123-128页

作者：付强闵远胜刘川李美福李玉光中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室成都610213 佛山科学技术学院机电工程与自动化学院广东佛山528225

获得反应堆压力容器内部大尺寸环形异种金属焊缝残余应力分布可为反应堆压力容器结构设计和制造工艺优化提供指导,通过设计和制造能够代表产品焊接结构形式的镍基合金和低合金钢异种金属焊接结构模拟件,采用轮廓法测试焊接结构模拟件内... 详细信息

获得反应堆压力容器内部大尺寸环形异种金属焊缝残余应力分布可为反应堆压力容器结构设计和制造工艺优化提供指导,通过设计和制造能够代表产品焊接结构形式的镍基合金和低合金钢异种金属焊接结构模拟件,采用轮廓法测试焊接结构模拟件内部纵向残余应力,采用有限元法模拟计算焊接结构模拟件横向和纵向残余应力,获得了整个异种金属焊接接头残余应力分布特征。结果表明:焊缝区域内部纵向残余应力为拉伸应力,峰值应力达到500 MPa左右,并且表层应力大于内部应力,峰值应力出现在距下表面3 mm和24 mm位置;横向残余应力在焊缝区域从上表面到下表面的分布为拉应力-压应力-拉应力,压缩横向残余应力峰值达到−300 MPa,出现在距下表面约18 mm位置。本文研究可为焊接结构设计提供理论指导。

关键词：反应堆压力容器异种金属焊接残余应力试验数值模拟

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冲击连接工艺参数对铝钢接头界面的影响

机械工程学报 2023年第22期59卷 254-264页

作者：孟正华周睿龚梦圆刘维郭巍现代汽车零部件技术湖北省重点实验室武汉430070 湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室长沙410082 武汉理工大学汽车工程学院武汉430070 武汉理工大学材料科学与工程学院武汉430070 汽车零部件技术湖北省协同创新中心武汉430070

以Al3003铝和HC180钢的高速冲击连接工艺为研究对象,建立二维有限元算法(Finiteelementmethod,FEM)和光滑粒子算法(Smoothed particle hydrodynamics,SPH)耦合分析模型,研究冲击连接工艺参数对铝钢接头界面特征形成的影响规律。结果表明... 详细信息

以Al3003铝和HC180钢的高速冲击连接工艺为研究对象,建立二维有限元算法(Finiteelementmethod,FEM)和光滑粒子算法(Smoothed particle hydrodynamics,SPH)耦合分析模型,研究冲击连接工艺参数对铝钢接头界面特征形成的影响规律。结果表明,随着冲击速度的增加,波形界面的波幅尺寸会随之增加;而随着冲击角度的增加,波形界面波幅则会先增加后趋于平稳甚至降低。同时通过对HC180钢/Al3003铝合金板材的箔片气化冲击焊接试验研究验证了模拟分析结果,并分析放电能量对连接界面形貌的影响规律。随着放电能量的增加,铝钢连接界面波幅增加;当放电能量达到8.4 kJ时,界面出现漩涡结构和嵌入两侧基材的颗粒。连接界面附近会发生明显的晶粒细化现象,且随着冲击角度增加,界面附近细晶区域的面积逐渐增加。界面温度场模拟结果表明漩涡内部产生较大温升,电子探针(Electronprobemicro-analysis,EPMA)分析结果表明漩涡内部产生了铝铁金属间化合物。金属间化物主要以颗粒的形式嵌入母材基体中或分布在界面漩涡结构内部,且随着初始冲击角度的增加,元素扩散加剧,嵌入颗粒尺寸与嵌入深度均有增加。

关键词：冲击连接波形界面异种金属光滑粒子动力学异种材料

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异种金属电偶腐蚀防护方法研究进展

材料研究与应用 2024年第1期18卷 95-105页

作者：张学敏林贤坤王旭东杨焜张小锋广西科技大学机械与汽车工程学院广西柳州545006 广东省科学院新材料研究所/现代材料表面工程技术国家工程实验室/广东省现代表面工程技术重点实验室广东广州510650

铝合金、钛合金等轻质合金材料广泛应用于飞机、舰船等高端装备的管路系统中,用来传送水、油/气等工质并连接各种机械设备。在应用过程中,异种金属在电解液中接触而引起电化学反应并发生明显的电偶腐蚀现象,直接影响设备的结构完整性和... 详细信息

铝合金、钛合金等轻质合金材料广泛应用于飞机、舰船等高端装备的管路系统中,用来传送水、油/气等工质并连接各种机械设备。在应用过程中,异种金属在电解液中接触而引起电化学反应并发生明显的电偶腐蚀现象,直接影响设备的结构完整性和服役安全性,必须采取措施预防此类电偶腐蚀的发生。介绍了电偶腐蚀发生的原理及影响因素,总结了近年来电偶腐蚀防护方法及绝缘防护涂层的研究现状,提出了电偶腐蚀防护值得关注的问题。

关键词：电偶腐蚀影响因素防护方法涂层防护异种金属电化学反应阴极保护阳极氧化

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铝铜超声波焊接接头组织、性能及电阻研究

兵器材料科学与工程 2022年第1期45卷 12-17页

作者：王财灵邢彦锋王影曹菊勇上海工程技术大学机械与汽车工程学院上海201620

用紫铜和1060铝合金进行超声波焊接,对焊接接头表面形貌、界面中心温度峰值、界面特性、接头力学性能和电阻进行分析。结果表明:过高的焊接压力不利于工件连接;界面中心峰值温度最高约为330℃,说明超声焊接属于固相焊接;界面处发生较大... 详细信息

用紫铜和1060铝合金进行超声波焊接,对焊接接头表面形貌、界面中心温度峰值、界面特性、接头力学性能和电阻进行分析。结果表明:过高的焊接压力不利于工件连接;界面中心峰值温度最高约为330℃,说明超声焊接属于固相焊接;界面处发生较大的塑性流动,铝侧和铜侧均出现互渗,在接头边缘区域尤为明显,存在明显机械互锁;在焊接参数为0.3 MPa、1.5 s、50%时剪切强度最大,达24.19 MPa;界面连接处硬度约为45HV~90HV,超过铝母材硬度。研究焊后电阻与焊接质量关系,基于电阻的无损检测可用于超声波焊接的初步质量评价。

关键词：异种金属超声波焊接力学性能电阻无损质量检测