基于中间介质A6061铝合金与Q235低碳钢电阻点焊的研究
A6061

0 mm铝镁合金与0 . 8 am薄钢板且用0 r . 8 1 mm ̄护面钢板做中间层获得的焊接
接头, 做 拉 伸剪 切实 验 获得最 大 抗拉伸 剪切 载荷 4 k N。 本实 验结 果 与此相 比 高
清理所 有焊件表 面达 焊接要 求 。 将试件 叠加放 置 , 即铝合金 在 中间 , 两 侧为工 艺
3实 验 方法 3 . 1 焊前 准备
最大 熔核 直径 d = 7 . 4 5 mm , 根 据规 定 , 熔 核直 径d ≥4 . 5 t 0 . 5 ( t = 板厚 ) 时 为
合格 , 因此 本实 验合 格 。 最 大载荷 强 度F = 4 . 5 6 6 3 7 k N, 参考 以往的研 究O i  ̄ a wa
1引言
5焊 点强 度 , 直 径 与焊接 参 数关 系 根据拉 伸实 验结 果 , 焊点 强度 随焊接 电流 的增 加而增 大 , 而且在 相 同 电流 值 下异种 材料 的接头 载荷强 度大 于同种 材料 的接头 载荷 强度 。 在8 k A 时获 得最 大 强度值 为4 . 5 6 6 3 7 K N。 通过 测量 拉伸使 用 后的熔 核 直径 , 分析可 知 焊点熔 核 直径 随焊接 电流 的增加 而增大 , 而且 在相 同电流值 下异种材 料的接 头熔核 直径
教 育 时 空
I ■
C h i n a S C i e n c e a n d T e c h n o l o g y R e v i e w
A6 0 6 1与 S US 3 0 4电阻点焊 接头 界 面组织 分析
杨小峰 唐 博z 王 欢 罗兴 隆
( 1 . 铁 岭 黄海 专用 车 制造有 限公司 1 1 2 6 0 9 2 . 辽 宁 陆平 机器 股份 有 限公 司 1 1 2 0 0 0 )
铝钢异种金属cmt焊接变形研究

铝钢异种金属cmt焊接变形研究近年来,由于航天飞机、能源及环境工程的发展,出现了越来越多的复杂铝合金和钢材的混合材料。
对于复合结构件的制造,铝钢异种金属的cmt焊接显得尤为重要。
因为cmt焊接不仅可以满足混合材料制造的要求,而且还可以让结合部位拥有良好的力学性能。
然而,由于焊接过程中所产生的变形,会对材料的力学性能、机械特性和安全性具有重要影响。
针对特殊结构件的制造,为了有效控制焊接接头变形,首先必须研究cmt焊接铝钢异种金属(AlFe)结构件变形的规律。
为此,海军航空工程学院进行了一项研究,通过实验分析,探索了焊接过程中cmt焊接铝钢异种金属结构件的变形规律。
实验中,被研究的材料包括:5083铝合金和Q235钢,焊接方法采用了cmt焊接工艺。
为了更清楚地表现焊接变形规律,实验中还研究了焊接过程中焊接头的温度变化规律和晶粒尺寸及析出物的影响。
实验结果表明,随着cmt焊接的加温时间的增加,焊接头的温度逐渐增加,并且晶粒大小也随之增大。
当温度超过400℃时,铝和钢层之间的间隙会出现熔融,焊接接头的变形会随着温度的增加而逐渐增加,焊接头的温度越高,变形越大。
焊接接头的冷却过程也是极其重要的,它会影响材料残余应力的分布。
冷却过程中,由于钢熔体的冷却性能较差,引起的“冷脆”现象,会对温度分布中的残余应力产生重要影响。
从实际情况来看,无论是什么形式的变形,其结果都会受到重大影响。
然而,如果加入适当的晶粒增强剂,可以改善铝材料的残余应力分布,从而减小变形。
研究还表明,两种不同材料之间固态对接头的温度和变形也存在联系。
尽管固态对接头的变形量要远小于液态对接头,但随着温度的增加,固态对接头的变形量也会不断增加。
此外,固态对接头的变形不仅受到温度的影响,而且还受到焊接条件的影响,因此,为了减小变形,应采取适当的焊接条件。
本实验研究表明,cmt焊接铝钢异种金属结构件的变形规律是由焊接方法,焊接温度,晶粒尺寸及析出物,以及焊接条件等因素所决定的,为控制变形提供了重要参考。
6061-T6中厚板铝合金激光焊接工艺研究

6061-T6中厚板铝合金激光焊接工艺研究针对6mm厚6061-T6铝合金试板做了大功率激光焊接试验,从焊接稳定性入手,分别讨论了离焦量、焊接速度、保护气体流量以及激光功率对激光焊接的影响,确定了中厚板铝合金在大功率激光焊接条件下的最佳激光焊接工艺参数。
最后,利用Simufact Welding软件针对试验结果进行了模拟验证。
结果表明:在采用氩气作为保护气体的条件下,最佳气流量范围为20L/min~25L/min。
在离焦量为-6mm~-4mm时,焊缝的熔深与焊接的稳定性均达到一个较好水平。
中厚板铝合金激光焊接难以得到临界焊透焊缝,往往表现为“透则漏”,因此容易得到部分焊透焊缝,此时小孔的稳定性最差,而全熔透焊的稳定性相对较好。
關键词:激光焊接;焊接角度;数值模拟;气孔率;力学性能6061-T6铝合金具有优良的焊接特性、良好的抗腐蚀性、韧性高且加工性能优异、氧化效果极佳等优良特点,逐渐替代了传统的钢材,广泛应用于电子、精密仪器、通讯以及航天领域[1-3]。
激光焊接是一种先进的连接技术,具有热输入小,变形小等优势。
但是由于深熔焊焊接过程铝合金材料对激光反射率高,激光能量吸收率很低、合金元素烧损严重,焊接过程不稳定,以及铝合金本身特殊的物理性质使得这种工艺还不成熟,焊接时存在着易产生焊缝下塌和气孔缺陷等问题[4-7]。
本文采用6mm厚的6061-T6中厚铝板铝合金材料,进行单因素激光焊接试验,研究不同的焊接工艺参数对激光焊接焊缝成形和焊缝质量的影响,优化中厚板铝合金激光焊接工艺参数,总结工艺参数与焊接接头形状的关系,并对接头的金相组织与力学性能进行观察与测试得出接头形状与金相组织及力学性能的相关性。
1 试验材料及方法试验材料为板厚6mm的6061-T6铝合金,化学成分如表1,实验板的尺寸为。
试验采取氩气为保护气体,通过控制单因素变量进行试验。
激光器是YLR-6000光纤激光器,激光焊接实验中保护气嘴与试验板表面法线的夹角为,距离实验板表面为5mm,焊接前用带有丙酮的棉布将实验板的表面擦拭干净,防止污染实验板,影响试验结果,焊接过程中保持激光垂直照射在焊板上。
5A06与6061铝合金焊接工艺实验与研究

5A06与6061铝合金焊接工艺实验与研究第一篇:5A06与6061铝合金焊接工艺实验与研究5A06铝合金是一种铝镁系防锈铝,6061铝合金是一种铝镁硅系锻铝,两者的特点是:中等强度,良好的塑性、焊接性和抗蚀性,广泛应用于汽车、船舶、铁道车辆结构件。
因生产工艺要求对5A06与6061铝合金材料进行焊接,为了保证焊接质量,提高生产效率,本实验采用手工TIG焊和半自动MIG焊,对厚度为8mm的5A06与6061铝合金材料进行焊接工艺实验和研究。
母材为8mm厚的5A06与6061铝合金板材,其力学性能见表1。
分别采用手工钨极氩弧焊(TIG焊)和半自动熔化极氩弧焊(MIG焊)两种方法进行焊接,焊丝选用ER5356,其熔敷金属的屈服强度为135MPa,抗拉强度为275MP。
手工交流TIG焊的焊接参数见表2。
环境温度24℃,钨极伸出长度5~6mm,喷嘴距焊接试件8~12mm,焊件焊前预热至200~250℃。
层间清理用不锈钢丝打磨,层间温度不低于200℃。
半自动MIG焊的焊接参数见表3。
采用直流反接,环境温度24℃,喷嘴距焊接试件12~22mm,焊件焊前不预热。
层间清理用不锈钢丝打磨,层间温度不低于200℃。
表1 铝合金材料力学性能合金牌号σs/MPa σb/MPa δ(%)6061 276 310 125A06 160 315 16表2 TIG焊接参数焊接电流焊接速度/ 钨极直径焊丝直径气体流量喷嘴直径焊层数/A /mm /mm(mm·min-1)/(L·mm-1)/mm5 16 250~280 100~150 5~6.4 10~14表3 MIG焊接参数焊接电流焊接电压焊接速度焊丝直径气体流量焊层数/A /V /mm /(mm·min-1)/(L·mm-1)5 220~280 21~24 20~25 12~18 试件焊前采用机械加工方法加工出60°的V形坡口;清除坡口及其附近区域的污染物后,用丙酮擦洗,再用清水冲净;用不锈钢丝或刮刀等工具清理氧化膜,清理后3~4h内施焊。
6063铝合金焊接接头热处理工艺研究

6063铝合金焊接接头热处理工艺研究摘要:本文主要研究热处理工艺对6063铝合金焊接接头强度产生的不同程度的影响,相关研究结果如下所示:6063铝合金焊接接头的最佳热处理工艺是经过1小时500摄氏度后水淬的固溶处理以及8小时175摄氏度的时效处理,焊接接头的强度最高能够达到180.1兆帕,与没有经过热处理的焊接接头相比,焊接接头的强度提高了百分之四十左右,效果相对来说比较明显,在实际的生产过程中,可以将8小时175摄氏度的时效处理换成2小时200摄氏度的时效处理,能够进一步提升6063铝合金焊接接头的强度。
关键词:6063铝合金;焊接接头;热处理工艺;研究1.试验材料与方法1.1试验材料试验材料为6063铝合金焊接接头,尺寸为200毫米乘8毫米乘5毫米,一般情况下,焊缝都在试样的中心位置,母材选用的是国产6063铝型材,主要的化学成分包括镁、硅、铁、铜、锰等,焊材选用的是为 JQ.SH331 铝合金焊丝。
1.2试验方法首先将试验样品放入电阻炉进行加热处理,加热完成后进行一段时间的保温,然后就需要进行水淬处理,试验应当按照以下加热制度来进行加热,加热的温度依次是485,500,520,535摄氏度,保温时间有1小时以及90分钟。
在水淬处理完成之后,紧接着进入时效处理的阶段,时效制度有5种,分别是自然时效:24,72,120小时、165摄氏度时效:4,8,16小时、175摄氏度时效:4,8,16小时、180摄氏度时效:4,8,16小时以及200摄氏度时效:2小时。
最后通过电子拉伸试验机来对试样进行拉伸试验,从而测试出焊接接头的强度。
1.试验结果及分析2.1固溶处理对接头强度以及组织的影响接头是可以进行均匀化处理的,当接头经过均匀化处理后,其接头组织就会变得更加均匀,进而有效改善强化相的分布情况。
6063铝合金的强度与淬火冷却的速度有着直接的关系,在工业生产中主要采取两种固溶方式,一种是强迫风冷另一种是水淬,经过试验证明,使用水淬获得的屈服强度和抗拉强度明显高于使用强迫风冷获得的,本文使用的固溶方式为水淬。
铝-钢异种金属电阻点焊接头微观组织与力学性能研究

去 除表 面氧化 膜 ,用丙 酮溶 液进 行超 声清 洗 去 除表
面 油污 。采 用 D B Z — l 6 0型 中频 点焊 机 进行 焊 接 , 焊
接工艺 k N, 焊 接 电
流分 别 为 7 . 5 、 8 . 0 、 8 . 5、 9 . 0 、 9 . 5 k A。 采 用 线切 割 沿 焊 接接 头 熔 核 中心线 切 取 试 样 ,
ma c h i n e . T h e r e s u l t s s h o w t h a t a l u mi n u m f r o m a l u mi n u m / s t e e l s p o t — w e l d e d j o i n t l a t e r a l s t e e l s i d e i s c o mp o s e d o f n u c l e a r f o r
化 的有 效技术 途径 『 2 j 。 铝 合金 和钢 进行熔 焊 时 ,由于两 者之 间熔 点相
H2 2 0 YD镀 锌 高强钢 的焊接 .研 究 焊接 接 头 的微观 组 织 和性 能 ,为铝 合金 和高 强钢 异种 金属 的焊 接提 供参 考 。
1 试 验 材 料 与 方 法
试验 母 材 为 厚 度 1 . 5 mm 的 6 0 6 1 铝合 金和 1 . 0
Y A N Ho n gl a i
( X i ’ a n I n t e r n a t i o n a l Un i v e r s i t y , Xi ’ a n 7 1 0 0 7 7 , C h i n a )
Ab s t r a c t : 6 0 6 1 A1 a l l o y a n d H2 2 0 YD h i g h s t r e n g t h s t e e l we r e we l d e d b y r e s i s t a n c e s p o t we l d i n g . T h e mi c r o s t r u c t u r e a n d
6061铝合金材料焊接变形与控制技术

1C over Report封面报道6061铝合金材料焊接变形与控制技术孙文刚(吉林工业职业技术学院,吉林 吉林 132021)摘 要:为解决6061铝合金材料焊接过程中存在的变形严重,影响焊接质量问题,开展6061铝合金材料焊接变形与控制技术研究。
通过对6061铝合金材料焊接变形参数分析,并提出一种通过在焊接前利用超声波清洗焊件、调整装配与焊接顺序的控制技术。
将该技术应用到实际生产项目当中进一步验证,新的控制技术下焊接结构的变形量均在可允许范围内,实现对焊接变形的有效控制,确保焊接质量达到加工质量标准。
关键词:6061铝合金材料;焊接;变形;控制技术中图分类号:TG454 文献标识码:A 文章编号:11-5004(2021)12-0001-2收稿日期:2021-06作者简介:孙文刚,男,生于1978年,汉族,吉林人,专科,高级技师,研究方向:高效焊接方法及过程智能控制。
为了有效地解决能源短缺和环境污染的问题,在汽车制造生产领域当中,采用铝合金轻量化已经成为汽车行业未来发展的重要趋势。
在当前汽车行业发展的过程中,经济成本、铝合金材料的焊接形变量大等问题,都是严重制约铝合金材料汽车发展的主要影响因素。
6061铝合金材料可广泛应用于汽车的车体加工和制造,与传统钢材料相比,6061铝合金材料无论是热传导率、线性膨胀系数,还是焊接后容易出现软化的问题,都对其焊接技术提出了更高的要求[1]。
因此,当前该领域研究人员将对6061铝合金材料焊接工艺的优化联合创新作为重点研究问题。
6061铝合金材料是铝—镁—硅系列铝合金材料当中的一种,是一种能够进行热处理强化的铝合金材料,利用该材料当中的镁元素、硅元素等在固溶体当中能够获取到更高强度的弥散分布结构[2]。
通常情况下,将该材料应用到实际生产工艺当中时,由于会在材料当中添加少量的镍元素、钛元素等,以此提高材料的机械性能和细化晶粒,但在进行固溶处理后,焊接时又会产生材料的软化现象,影响材料本身的力学性能,最终导致产品的质量下降。
铝合金钢回填式搅拌摩擦点焊机理研究

Mechanism of Refill Friction Stir Spot Welding Between AluminumAlloy and SteelAbstractRefill friction stir spot welding (Refill FSSW) is of great advantage to join light metals, due to its low-heat-input nature, grain refinement in weld and elimination of the keyhole inevitably leaving by the tool retreating in conventional friction stir spot welding process. Owing to the advantages, this technique has been applied by Kawasaki Heavy Industries in Japan and Helmholtz-Zentrum Geesthacht in Germany to join aluminum or magnesium alloys. On the other hand, the dissimilar metals welding between aluminum alloy and steel can achieve the lightweight of automobiles, improve the efficiency of energy, reduce the emission of waste gas and protect the environment. Based on the advantages of Refill FSSW and the wide application of aluminum alloy/steel hybrid structures, this thesis aims to investigate the effect of main welding parameters (sleeve plunge depth and rotation speed) and zinc coating on the mechanical property and microstructure of aluminum alloy/steel dissimilar metals refill friction stir spot welded joint, and reveal the joining mechanism. Not only does this research have theoretical significance, but also it can give a practical guidance to manufacture industries.In this thesis, two kinds of aluminum alloy sheets for automobile (1.0 mm thick Novelis AC 170 PX and 1.5 mm thick Aleris Superlite 200 ST aluminum alloy) were overlap welded to two types of low carbon steel sheets (1.0 mm thick ST16 steel and 1.2 mm thick ST06 Z galvanized steel sheets) to produce two-layer dissimilar metals joints by Refill FSSW. The diameter of spot weld is 9.0 mm, which is located at the center of 25 mm ×25 mm overlap area. The mechanical property was evaluated through tensile/shear tests and cross-tension tests. In addition, the microstructure, composition, fractogragh and fracture path of aluminum alloy/steel joints were analyzed with electron probe microanalysis (EPMA), field emission scanning electron microscope (FE-SEM) and X-ray diffraction (XRD).The maximum average tensile/shear fracture load and cross-tension fracture load of the Novelis AC 170 PX aluminum alloy/ST16 steel joints are 2495 N and 337 N, respectively. For Aleris Superlite 200 ST aluminum alloy/ST16 steel joints, the maximum average tensile/shear fracture load reaches 3745 N with the maximum average cross-tension fracture load of 1073 N. All samples failed through the interface of aluminum alloy/steel joints during tensile/shear tests and cross-tension tests. When the sleeve does not touch to the steel surface, the influence of sleeve plunge depth on tensile/shear fracture load is not obvious. The metallurgic bonding was achieved and a thin Fe-Al intermetallic compound (IMC) layer formed at interface of sleeve affected铝合金/钢回填式搅拌摩擦点焊机理研究zone. However, the mechanical performance sharp increases when the sleeve plunges into steel sheet, attributing to metallurgic and mechanical bonding between the aluminum alloy and steel sheets. Meanwhile,this process also brings about severe tool wear and shortens its service life. Besides, the rotation speed has little influence on the mechanical performance of joint.The maximum average tensile/shear fracture load and cross-tension fracture load of the Novelis AC 170 PX aluminum alloy/ST06 Z galvanized steel joints are 3044 N and 301 N, respectively. For Aleris Superlite 200 ST aluminum alloy/ST06 Z galvanized steel joints, the maximum average tensile/shear fracture load is up to 4500 N with the maximum average cross-tension fracture load of 359 N. All samples failed at the interface of aluminum alloy/steel joint. Compared with the results of aluminum alloy/ST16 steel joints, the joints between aluminum alloy and ST06 Z galvanized steel exhibit better mechanical performance in tensile/shear tests, and all tensile/shear samples failed through the aluminum alloy/steel interface on aluminum alloy side at pin affected zone. The IMC layer as thin as 0.68 μm was found at interface of sleeve affected zone and seemed to be FeAl3. Zn-O rich zone was observed at interface on aluminum alloy side, where microfissures and segregation of Zn, O and Mg formed at the grain boundary. Based on the fracture analysis, it is assumed that the zinc and oxygen rich zone at the center of spot weld is the weakest part of joint. During tensile/shear test, the joints failed mainly through brittle fracture mode with intergranular fracture feature. According to the Zn distribution, the flow thermoplastic material in weld of Refill FSSW can be analyzed, and the spot weld can be distinguished as pin affected zone and sleeve affected zone.Key words: Aluminum Alloy; Steel; Refill Friction Stir Spot Welding; Mechanical Property; Microstructure目录摘要 (I)Abstract .................................................................................................................. I II 1绪论 (1)1.1课题研究的背景及意义 (1)1.2铝合金/钢异种金属焊接性分析 (4)1.3铝合金/钢异种金属焊接研究现状 (6)1.3.1熔钎焊 (6)1.3.2搅拌摩擦焊 (7)1.3.3搅拌摩擦点焊 (8)1.3.4回填式搅拌摩擦点焊 (10)1.4本文主要研究内容 (16)2实验方法及实验过程 (17)2.1焊接材料 (17)2.2试样尺寸 (18)2.3回填式搅拌摩擦点焊工艺 (19)2.4焊接工艺参数 (20)2.5检测方法及实验过程 (22)3铝合金/ST16钢回填式搅拌摩擦点焊研究 (25)3.1力学性能 (25)3.2微观组织 (27)3.3断口分析 (32)3.4实验结果及讨论 (35)3.5本章小结 (37)4铝合金/镀锌钢回填式搅拌摩擦点焊研究 (38)4.1力学性能 (38)4.2微观组织 (40)4.3断口分析 (46)4.4实验结果与讨论 (49)4.5本章小结 (52)铝合金/钢回填式搅拌摩擦点焊机理研究结论 (53)参考文献 (55)攻读硕士学位期间发表学术论文情况 (56)致谢 (57)1 绪论1.1 课题研究的背景及意义随着中国经济的繁荣,科学技术的发展和社会文明的进步,环境保护和可持续发展观念越来越受到人民的重视。
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基于中间介质A6061铝合金与Q235低碳钢电阻点焊的研
究
基于中间介质A6061铝合金与Q235低碳钢电阻点焊的研究
摘要:
电阻点焊是一种常用的金属焊接方法,本研究以中间介质
A6061铝合金与Q235低碳钢为实验材料,在不同焊接参数下进行电阻点焊试验。
通过评估焊点质量以及断口形貌,分析了中间介质对焊接接头性能的影响。
结果表明,中间介质A6061铝合金在焊接过程中能够改善Q235低碳钢的焊接接头质量。
本研究对电阻点焊过程中中间介质的选择和参数的优化提供了有益的参考。
1. 引言
电阻点焊是一种常用的焊接方法,广泛应用于汽车制造、航空航天、工程机械等领域。
其原理是利用电阻加热和机械压力将两个金属表面连接在一起。
焊接参数的选择对接头质量具有重要影响。
2. 实验材料与方法
本研究选取了A6061铝合金和Q235低碳钢作为焊接材料。
实验中,首先对焊接参数进行优化,包括焊接电压、焊接时间和压力大小。
然后,通过电阻点焊试验,评估焊点质量和断口形貌。
3. 结果与分析
通过实验结果可以看出,优化的焊接参数能够显著提高焊点的质量。
在合适的焊接参数下,焊点表面光滑,无明显气孔和焊接缺陷。
断口形貌观察表明,中间介质A6061铝合金可以有效
地分散电流,并产生更均匀的焊接接头。
这是由于A6061铝合金的导电性和热导性较好。
4. 结论
本研究通过实验分析了中间介质A6061铝合金与Q235低碳钢
电阻点焊的影响。
结果表明,A6061铝合金作为中间介质能够
改善焊接接头的质量。
该研究对电阻点焊过程中中间介质的选择和参数优化提供了有益的参考。
5. 局限性与展望
本研究仅考虑了A6061铝合金作为中间介质的情况,未对其他材料进行比较。
未来的研究可以探索更多中间介质的选择,并进一步优化焊接参数。
此外,可以研究其他焊接方法与中间介质的结合,以提高焊接接头的性能。
6.
通过实验分析中间介质A6061铝合金与Q235低碳钢电阻
点焊的影响,本研究得出了以下结论:优化的焊接参数能够显著提高焊点的质量,使焊点表面光滑,无明显气孔和焊接缺陷。
A6061铝合金作为中间介质能够改善焊接接头的质量,因其良
好的导电性和热导性,能有效分散电流并产生更均匀的焊接接头。
然而,本研究仅考虑了A6061铝合金作为中间介质的情况,未对其他材料进行比较。
未来的研究可以探索更多中间介质的选择,并进一步优化焊接参数。
此外,可以研究其他焊接方法与中间介质的结合,以提高焊接接头的性能。
本研究对电阻点焊过程中中间介质的选择和参数优化提供了有益的参考。