巴氏合金點焊接頭力學性能研究分析總結

2018-03-27

  巴氏合金點焊接頭力學性能研究分析總結,低密度、高比強度和高比剛度的巴氏合金,其卓越的超塑性性能,可實現一次沖壓成型,具有極大的開發應用潛力。電阻點焊是一種效率較高、工藝簡單、成本低的焊接方法,具有焊后變形小、焊后表面無任何焊接凸起且機械化和自動化程度高、焊接質量可靠等特點,可以改善巴氏合金焊后變形大和承載能力不高等問題。為此,周口市華錫合金科技有限公司對巴氏合金進行點焊實驗,確定了合理的工藝參數,研究了工藝參數對巴氏合金接頭力學性能的影響,并對其斷口形貌進行了分析,為巴氏合金點焊投入實際生產應用提供理論指導。

 

  一、實驗材料與方法
 

  實驗材料為軋制態巴氏合金板材,板厚為2mm。巴氏合金試件尺寸為100mm*25mm,長度方向搭接20mm,采用三相次數整流電阻點焊機進行焊接。焊前用鋼絲刷去巴氏合金母材表面的氧化膜并用丙酮擦拭。采用試驗機對巴氏合金試樣進行拉伸實驗,以獲得其搭接接頭的抗拉強度,每組5個試樣,并求其平均值。通過掃描電鏡對巴氏合金點焊接頭的斷口形貌進行觀察分析。
 

  二、實驗結果及分析
 

  1.巴氏合金接頭力學性能
 

  預壓時間為20個周波時,巴氏合金點焊接頭的拉剪強度隨焊接電流、焊接試件和電極壓力的變化規律,皆呈先增大到一個極值爾后減小的變化趨勢。在焊接電流為45.5KA、電極壓力為8.55KN時,焊接時間在2-6cyc范圍內變化,巴氏合金接頭的拉剪力在5.7-7.7KN之間變化。當焊接時間為2cyc時,巴氏合金拉剪力為4.24KN,而后隨著焊接時間的增加巴氏合金拉剪力也隨之增加,直到焊接時間為4cyc時,巴氏合金接頭強度達到最大值7.7KN。而當焊接時間繼續增加時,巴氏合金接頭組織將變粗大,導致巴氏合金拉剪力呈下降趨勢。
 

  2.巴氏合金斷裂形式及斷口形貌
 

  巴氏合金紐扣斷裂斷口SEM微觀形貌。巴氏合金斷口表面存在大量細小的韌窩,它們均被切斷且根據裂紋擴展的途徑可以判斷其斷裂方式為穿晶斷裂、斷口呈韌性斷裂。同時也可以看到有明顯的撕裂棱存在,因為韌窩中還有少量彌散分布咋晶內的共格強化相,點焊接頭欠時效,故析出的強化相數量少且小,同時強化效果不足,合金相的彌散析出使得巴氏合金接頭中的位錯易于產生共面滑移,引起晶界應力集中產生裂紋,并引發脆性的沿晶斷裂。
 

  周口市華錫合金科技有限公司采用三相次級整流電阻焊機對巴氏合金進行點焊實驗,研究了巴氏合金點焊接頭的力學性能。結果表明:在不同點焊工藝參數下,巴氏合金接頭拉剪強度均呈先增大達到峰值后又減小的規律變化。巴氏合金斷裂模式為紐扣斷裂和結合面斷裂,紐扣斷裂斷口為韌性與脆性混合斷裂形式。
 


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