Si和Cu元素對(duì)鋁-鍍鋅鋼GTAW接頭性能的影響

本文以ai-5si焊絲為填充材料，研究了采用gmaw焊實(shí)現(xiàn)q235鋼和5a02鋁合金熔一釬焊連接的可行性，分析了接頭區(qū)顯微組織和缺陷。結(jié)果表明，采用gmaw焊可以實(shí)現(xiàn)q235鋼和5a02鋁合金的良好連接，并在鋼與釬料連接界面處產(chǎn)生了5um左右的金屬間化合物層，鋼與釬料連接界面處顯微硬度可達(dá)192．6mpa。當(dāng)選擇工藝參數(shù)不當(dāng)時(shí)，在熔一釬焊接頭內(nèi)發(fā)現(xiàn)了氣孔、未釬透及熱裂紋等缺陷，未釬透和熱裂紋主要分布在焊接接頭根部，焊接接頭根部成為鋼鋁熔－釬焊連接的一個(gè)薄弱區(qū)。

采用冷金屬過渡方法(cmt)對(duì)鋁和鍍鋅鋼板異種材料進(jìn)行了熔釬焊連接。使用掃描電鏡(sem)、能譜分析(edax)和拉伸試驗(yàn)對(duì)焊接接頭界面區(qū)顯微組織及接頭性能進(jìn)行研究。試驗(yàn)結(jié)果表明,鋁和鍍鋅鋼能得到成形良好的搭接接頭。在cmt熔釬焊的方法下,形成了中間厚兩邊薄的界面區(qū),并且在熔化區(qū)一側(cè)邊緣形成了富鋅區(qū),界面區(qū)組織成分也由致密的feal3金屬間化合物層變?yōu)棣凉倘荏w和feal3化合物混合層,而富鋅區(qū)是由富鋁的α固溶體和殘留的鋁組成。在進(jìn)行拉伸試驗(yàn)時(shí),斷裂發(fā)生在鋁母材的熱影響區(qū),接頭強(qiáng)度為72.09mpa。

以在普通熱鍍鋅線生產(chǎn)低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼深沖熱鍍鋅板為目標(biāo),根據(jù)cq、dq級(jí)熱鍍鋅板生產(chǎn)線的工藝特點(diǎn),設(shè)計(jì)了以前罩式退火和后罩式退火生產(chǎn)深沖熱鍍鋅板的工藝方案,分別研究了2種工藝對(duì)低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼熱鍍鋅板性能的影響。結(jié)果表明:由于低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼在前罩式退火時(shí)會(huì)形成強(qiáng)的{111}織構(gòu),可以生產(chǎn)性能良好的深沖熱鍍鋅板;后罩式退火也可以改善低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼熱鍍鋅板的性能,但其沖壓性能主要取決于后罩式退火前的各工序。

送絲位置對(duì)鋁/鍍鋅板cmt搭接接頭組織與 性能的影響 王志平，靳朋禮，賈鵬，楊斯楠 (中國民航大學(xué)天津市民用航空器適航與維修重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津300300) 摘要：采用cmt搭接方法研究不同送絲位置對(duì)6082鋁合金/鍍鋅板搭接接頭質(zhì)量的影響.使用金相顯微鏡、掃 描電鏡(sem)、能譜儀(eds)分析焊接接頭的形貌，微觀組織及元素分布；通過拉伸試驗(yàn)檢測(cè)接頭的力學(xué)性能.結(jié) 果表明，1和2位置時(shí)，焊縫成形不飽滿，鋅層蒸發(fā)嚴(yán)重，界面處形成feal2，feal及feal3的金屬間化合物，承載力 達(dá)到6kn；當(dāng)3，4和5位置時(shí)送絲位置指向鋁板，焊縫成形飽滿，界面處形成fe6.6al3zn0.2和fe2al3si0.3，厚度約 為2μm，承載力達(dá)到7.5kn，綜上所述，cmt焊接鋁合金/鍍鋅板時(shí)送絲位置應(yīng)偏向鋁板，

采用電阻點(diǎn)焊的方法對(duì)建筑鍍鋅鋼板進(jìn)行了焊接處理,研究了不同焊接電流條件下焊接接頭力學(xué)性能和熔核區(qū)顯微形貌,并分析了電流強(qiáng)度對(duì)鍍鋅鋼板組織與性能的影響。結(jié)果表明,鍍鋅鋼板基材由亮白色的馬氏體和灰色的鐵素體組成,島狀馬氏體均勻分布在鐵素體基體上；當(dāng)焊接電流從8.5ka增加至12.0ka時(shí),鍍鋅鋼板焊接接頭熔核區(qū)中未見焊接缺陷的存在,但是焊接電流的增加使得熔核中的柱狀晶有逐漸變粗的趨勢(shì),熔核中心區(qū)域的晶粒在一定程度上得到粗化；隨著焊接電流的增加,鍍鋅鋼板的拉剪力和熔核直徑呈現(xiàn)先增加而后降低的趨勢(shì),在焊接電流為10.5ka時(shí)取得最大值。

鋅疤對(duì)鍍鋅鋼絲拉拔的影響

對(duì)鋁/鍍鋅鋼復(fù)合熱源熔—釬連接過程中出現(xiàn)的局部"未釬合"缺陷的原因進(jìn)行了研究,并制定了相應(yīng)的抑制和消除缺陷的措施。結(jié)果表明,焊接熱輸入不足是導(dǎo)致鋁母材熔合線根部位置產(chǎn)生局部"未釬合"缺陷的根本原因,而鋁母材熔合線根部位置的熔池金屬和鋼板達(dá)不到al-si釬料與鋼所需要的釬焊溫度是產(chǎn)生局部"未釬合"缺陷的直接原因。局部"未釬合"缺陷的產(chǎn)生還與熔池的流動(dòng)及母材金屬的散熱等因素有間接的關(guān)系。鋁/鋼熔—釬焊縫熔合線根部局部"未釬合"缺陷可以通過適當(dāng)?shù)卦龃蠛附訜彷斎爰案淖兗す馀c電弧的空間位置以提高激光對(duì)鋼母材的加熱效果來抑制和消除。

研究了熱鍍鋅工藝中試驗(yàn)鋼絲浸鋅時(shí)間工藝參數(shù)對(duì)其機(jī)械性能的影響,采取減少現(xiàn)有的熱鍍鋅工藝浸鋅時(shí)間參數(shù)的方法。結(jié)果表明:提高收線速度,減少浸鋅時(shí)間,鍍后強(qiáng)度損失減小,彎扭值提高,生產(chǎn)效率提高。

利用掃描電鏡、金相顯微鏡手段對(duì)相同原材料的鋼絲在不同浸鋅時(shí)間下的微觀組織進(jìn)行分析;研究了浸鋅時(shí)間對(duì)熱鍍鋅鋼絲微觀組織的影響;對(duì)不同浸鋅時(shí)間的鋼絲進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試,并結(jié)合鋼絲組織探討了不同組織對(duì)鋼絲性能的影響。研究結(jié)果表明:適當(dāng)減小浸鋅時(shí)間,可縮小鍍層中脆性相的厚度;但過低的浸鋅時(shí)間會(huì)導(dǎo)致鍍層不均勻、合金層開裂等問題,從而降低鋼絲的扭轉(zhuǎn)性能。

影響鍍鋅鋼絲扭轉(zhuǎn)性能的原因分析

從鋼絲的表面質(zhì)量、內(nèi)部應(yīng)力分布狀態(tài)、組織結(jié)構(gòu)、鍍鋅溫度及鋅-鐵合金層等方面分析影響大橋纜索用鍍鋅鋼絲扭轉(zhuǎn)性能的主要原因,并提出相應(yīng)措施。通過優(yōu)化控冷工藝,線材組織更均勻,扭轉(zhuǎn)指標(biāo)大為改善。采用增加拉拔道次、濕法拉拔等措施,避免內(nèi)部應(yīng)力分布不均勻,提高扭轉(zhuǎn)性能。

鍍鋅表面需涂漆時(shí)，必須采用一些措施以保證取得滿意的效果。

對(duì)異種材料dp600鍍鋅雙相鋼板和1060工業(yè)純鋁進(jìn)行了攪拌摩擦焊搭接試驗(yàn)(鋁板在上,鋼板在下).從接頭橫截面的金相形貌可以發(fā)現(xiàn),在前進(jìn)側(cè)和返回側(cè),鋼像兩個(gè)釘子一樣進(jìn)入鋁中.在微觀上,鋼和鋁以河流狀的形式充分地混合在一起.在焊核區(qū)和熱力影響區(qū),鋼和鋁之間形成了一層有一定寬度的由兩種材料呈帶狀交錯(cuò)分布組成的過渡層.力學(xué)性能測(cè)試表明,過渡層的顯微硬度較高,接頭抗剪強(qiáng)度達(dá)到母材77%,形成了力學(xué)性能較好的焊縫.xrd物相分析發(fā)現(xiàn)在斷面產(chǎn)生了金屬間化合物al13fe4.

鍍鋅鋼板脈沖電弧釬焊接頭界面組織及性能研究

采用脈沖鎢極氬弧釬焊使用cusi3釬料對(duì)鍍鋅鋼板進(jìn)行了連接。主要研究脈沖頻率變化對(duì)接頭界面組織和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,當(dāng)電弧脈沖頻率由100hz增加到2000hz時(shí),電弧釬焊熔池的攪拌和沖刷作用效果逐漸增強(qiáng),促進(jìn)了界面須狀金屬間化合物的破碎行為和熔池成分過冷區(qū)域的增加,使得釬料區(qū)域內(nèi)部fe5si3(cu)強(qiáng)化相數(shù)量不斷增多,彌散寬度變寬,由40μm增加到120μm,接頭顯微硬度最大值也相應(yīng)增加,由175mpa增加到204mpa。

分別在現(xiàn)場(chǎng)和試驗(yàn)條件下對(duì)試驗(yàn)用鍍鋅鋼板進(jìn)行了連續(xù)點(diǎn)焊工藝試驗(yàn),并對(duì)電極不同狀態(tài)下焊接接頭進(jìn)行了組織性能對(duì)比分析。結(jié)果表明:電極狀態(tài)的變化會(huì)引起焊接過程動(dòng)態(tài)電阻的突變,在動(dòng)態(tài)電阻突變前,點(diǎn)焊接頭均為合格,而在動(dòng)態(tài)電阻突變后,點(diǎn)焊接頭均為不合格,因此動(dòng)態(tài)電阻的突變可作為判定焊接接頭質(zhì)量的主要依據(jù)。

鋁質(zhì)和鍍鋅鋼材涂裝前的預(yù)處理

為研究耐蝕性更高但生產(chǎn)成本與傳統(tǒng)熱鍍鋅成本相當(dāng)?shù)男洛儗?制備了添加微量鈦元素的熱浸鍍鋅層,分別從表觀質(zhì)量、鍍層厚度、電化學(xué)測(cè)試、鹽霧腐蝕試驗(yàn)和全浸實(shí)驗(yàn)考察了添加微量鈦元素對(duì)熱浸鍍鋅層性能的影響,掃描電鏡觀察鹽霧試驗(yàn)后鍍層表面形貌。結(jié)果表明,添加微量鈦以后鍍層表觀質(zhì)量有所提高,鍍層厚度明顯減薄,鍍層在海水中耐蝕性能提高。微量鈦添加量為0.03%~0.04%時(shí)耐蝕效果最佳。

通過對(duì)熱鍍純鋅、電鍍純鋅、預(yù)磷化電鍍純鋅和熱鍍鋅鐵4種鋼板去鋅前后力學(xué)性能的對(duì)比研究,定量分析了鋅層對(duì)鍍鋅鋼板力學(xué)性能指標(biāo)的影響規(guī)律。在此基礎(chǔ)上探討了鍍鋅鋼板沖壓成形的變形機(jī)理,結(jié)果顯示:與電鍍純鋅、預(yù)磷化電鍍純鋅和熱鍍純鋅鍍層相比,鋅鐵合金鍍層的延展性較差,變形過程中鍍層和基板之間的不協(xié)調(diào)顯著降低了鋼板的整體成形性能。

工藝參數(shù)對(duì)熱鍍鋅鋼板拉深成形性能的影響

改善焊接接頭宏觀形貌及內(nèi)部晶粒形態(tài)、減小晶粒尺寸,成為提高焊接接頭性能的重要途徑.通過對(duì)不同外加縱向磁場(chǎng)強(qiáng)度作用下,gtaw焊接不銹鋼接頭宏觀形貌及顯微組織的分析研究,得出在外加直流縱向磁場(chǎng)作用下,焊縫凝聚金屬偏向一側(cè)堆積,當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度為5mt時(shí),由于電磁攪拌作用最明顯,焊縫組織明顯細(xì)化,最后對(duì)其機(jī)理進(jìn)行了分析.

采用真空釬焊方法對(duì)3a21鋁合金進(jìn)行了試驗(yàn),針對(duì)固態(tài)高純鎂在真空下加熱揮發(fā)的特性,試驗(yàn)研究了爐膛中放置不同質(zhì)量的活性元素鎂對(duì)鋁合金真空釬焊接頭性能的影響。采用材料萬能試驗(yàn)機(jī)和金相顯微鏡獲得并分析了接頭力學(xué)性能和顯微組織。結(jié)果表明,比較爐膛內(nèi)放置三種不同質(zhì)量鎂的釬縫抗剪強(qiáng)度,當(dāng)單位體積鎂質(zhì)量達(dá)到235g/m3時(shí)其強(qiáng)度最高,達(dá)到78mpa;金相組織顯示,真空釬焊接頭中主要強(qiáng)化相為mg2si,單位體積鎂質(zhì)量達(dá)到235g/m3時(shí)釬縫區(qū)寬度最小,約0.06mm;通過獲取不同產(chǎn)品在325℃以上的停留時(shí)間,可定量掌握爐膛預(yù)置固態(tài)鎂質(zhì)量。