检索结果-内蒙古大学图书馆

焊接学报 2025年第2期46卷 72-79页

作者：王新宇周惦武赵蕾邓乔贺赵国湖南大学整车先进设计制造技术全国重点实验室长沙410082 比亚迪股份有限公司深圳518000 深圳阿尔比斯科技有限公司深圳518000

为了探究磁场辅助镁/铝激光焊工艺参数和接头性能之间的关联性,并建立预测模型以指导工艺参数设计,采用试验设计方法,选取激光功率、焊接速度和磁场强度为变量,研究其对焊接接头性能的影响,并基于随机森林算法(RF)建立镁/铝对接接头的... 详细信息

为了探究磁场辅助镁/铝激光焊工艺参数和接头性能之间的关联性,并建立预测模型以指导工艺参数设计,采用试验设计方法,选取激光功率、焊接速度和磁场强度为变量,研究其对焊接接头性能的影响,并基于随机森林算法(RF)建立镁/铝对接接头的预测模型,利用蜣螂算法(DBO)对模型的关键参数(树数和叶子数)进行优化.结果表明,当焊接形貌系数介于1.37~1.58时,接头性能较好;激光功率、焊接速度、磁场强度对接头性能的相对重要性分别为0.608,0.212和0.276;优化后的蜣螂优化随机森林模型(DBO-RF)在测试集上的决定系数R^(2)从0.742提升至0.950,模型的泛化能力、整体准确性和计算速度均显著提高,为磁场辅助激光焊接的工艺参数设计提供了依据.

关键词：激光焊镁/铝异种金属外加磁场蜣螂算法随机森林

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激光焊接镁/铝异种金属的显微组织与性能

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稀有金属材料与工程 2015年第10期44卷 2440-2444页

作者：周惦武田伟徐少华刘金水湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室湖南长沙410082

对1.8 mm厚AZ91镁合金和1.2 mm厚6016铝合金平板试件进行激光搭接焊试验,利用体视显微镜、卧式金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、电子显微硬度仪、微机控制电子万能试验机等手段研究镁/铝焊缝的表面成形性、接头区域的金相组织、界... 详细信息

对1.8 mm厚AZ91镁合金和1.2 mm厚6016铝合金平板试件进行激光搭接焊试验,利用体视显微镜、卧式金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、电子显微硬度仪、微机控制电子万能试验机等手段研究镁/铝焊缝的表面成形性、接头区域的金相组织、界面元素分布、断口形貌、主要物相、显微硬度与接头力学性能。结果表明:激光功率1900 W,焊接速度50 mm/s,离焦量f为0,Ar气保护气体流量为15 L/min时,焊缝表面成形性良好,热影响区窄,晶粒细化;焊接接头平均抗拉强度和抗剪强度分别为13.99和12.79 MPa,镁侧和铝侧焊缝硬度均高于母材;剪切断口较平坦、光滑,出现相互平行的疲劳条纹;拉伸断口存在较多高度不一致的解理台阶,呈脆性断裂特征;镁/铝焊缝界面存在Mg17Al12、Mg2Al3主要物相,其中Mg17Al12脆性相高温下比Mg2Al3延性相结构稳定,是镁/铝焊接接头呈现脆性特征和较难实现焊接的主要原因。

关键词：镁/铝异种金属激光焊接金属间化合物力学性能

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镁/铝异种金属超声波焊接接头性能与界面反应

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兵器材料科学与工程 2022年第4期45卷 85-90页

作者：王艳熊志林李强申轶颖胡智洋宋林山湖南工业职业技术学院机械工程学院湖南长沙410208 复杂薄壁精密零件智能柔性加工技术湖南省工程研究中心湖南长沙410208

镁/铝异种金属焊接时焊缝极易形成脆性相,导致焊接结构性能低。为此采用超声波焊接技术减小反应层厚度,通过组织分析与纳米压痕测试,分析焊接能量对接头性能与界面反应的影响规律。结果表明:焊接能量为1 540 J时,焊缝界面出现熔化迹象,... 详细信息

镁/铝异种金属焊接时焊缝极易形成脆性相,导致焊接结构性能低。为此采用超声波焊接技术减小反应层厚度,通过组织分析与纳米压痕测试,分析焊接能量对接头性能与界面反应的影响规律。结果表明:焊接能量为1 540 J时,焊缝界面出现熔化迹象,说明金属的高应变率塑性变形在热空位中引入了大量的过剩空位,使固态金属在平衡熔点以下液化。随线能量升高,γ-Mg17Al12+β-Mg2Al3相急速长大至厚度约为17μm,其中β相硬度高达663.26HV,γ相平均硬度为346.936HV。β相迅速长大使接头性能急剧下降。接头在界面处失效,断口形貌呈解理断裂并伴有大量二次裂纹。

关键词：镁/铝异种金属脆性相超声波焊接纳米压痕接头性能

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镁/铝异种金属低温钎焊工艺及性能研究

镁/铝异种金属低温钎焊工艺及性能研究

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作者：王志大连理工大学

学位级别：硕士

镁及镁合金具有比强度高、导热导电性好、减振性好、易切削加工、易回收利用等一系列优点,在汽车、电子、航空领域中有极其重要的应用价值和广阔的应用前景。铝合金同样具有比强度高、导热导电性好、易切削加工以及耐腐蚀性强等特点,在... 详细信息

镁及镁合金具有比强度高、导热导电性好、减振性好、易切削加工、易回收利用等一系列优点,在汽车、电子、航空领域中有极其重要的应用价值和广阔的应用前景。铝合金同样具有比强度高、导热导电性好、易切削加工以及耐腐蚀性强等特点,在各行业得到广泛的应用。由于镁合金和铝合金应用的广泛性和交叉性,镁／铝异种金属的连接就显得非常必要。采用传统的熔化焊以及固相焊连接镁／铝异种金属,极易在接头中形成脆性Mg-Al系金属间化合物,恶化接头组织性能。钎焊能够有效地连接异种金属,尤其是低温钎焊,它能够在相对较低的温度下实现连接,最大限度地避免有害组织的出现,优化接头组织性能。本文采用Sn-xZn系、Sn-30Zn-xCe系钎料对镁合金(AZ31B)／铝合金(6061)异种金属进行低温钎焊。通过试验研究,对适合镁／铝低温钎焊的钎料合金进行设计,并研究不同工艺参数和不同钎料成分对Mg/Al接头的组织演变过程以及力学性能的影响机制。研究表明,当采用Sn-30Zn钎料在钎焊温度为330℃、保温时间为5s、预加载荷为2MPa、加热速率为115℃/min的参数下进行Mg/Al异种金属低温钎焊时,接头能够获得最好的组织及性能。接头钎缝区靠近镁合金母材侧主要是一层很薄的Mg2Sn化合物过渡层以及弥散分布的Al-Sn-Zn固溶体；钎缝中心区主要是Sn-Zn组织以及弥散分布的块状Mg2Sn金属间化合物和弥散分布的Al-Sn-Zn固溶体；而在钎缝靠近铝合金母材侧主要是一层很薄的Al-Sn-Zn固溶体过渡层。Al-Sn-Zn固溶体的形成并且弥散分布于Mg/Sn-30Zn/Al接头中能够有效地降低接头的脆性,进而使得钎焊接头能够获得较高的力学性能。然而,钎缝区中部的块状Mg2Sn金属间化合物由于其尺寸较大,最终导致该处成为接头的薄弱区域,接头在此处发生断裂。在此基础上,采用稀土Ce对Sn-30Zn钎料进行合金化,进一步优化接头组织性能。研究表明,相比于Sn-30Zn钎料而言,Sn-30Zn钎料中适量的Ce的添加有利于Mg/Al钎焊接头钎缝区中Mg2Sn金属间化合物的减少和Al-Sn-Zn固溶体的增加,该组织的转变有利于增强接头的力学性能。然而,过量的Ce的介入,将会在接头中产生Ce-Sn、Ce-Zn等金属间化合物。本文经一系列的参数以及钎料成分优化,Sn-30Zn-0.05Ce钎料被认为是最适合Mg/Al异种金属低温钎焊的填充焊料。Mg/Sn-30Zn-0.05Ce/Al接头能够提供较高的剪切强度77.48MPa。

关键词：镁/铝异种金属低温钎焊钎料合金剪切强度

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镁/铝异种金属激光焊接试验研究

镁/铝异种金属激光焊接试验研究

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作者：麻丁龙西安理工大学

学位级别：硕士

镁合金、铝合金具有密度小、比强度高、可回收等诸多优点,被广泛应用于航空航天、汽车、3C产品及现代兵器工业领域。由于镁、铝物理化学性能的差异,使镁/铝异种金属的焊接存在一定的难度。本文采用光纤激光设备对AZ31B镁合金和5083铝合... 详细信息

镁合金、铝合金具有密度小、比强度高、可回收等诸多优点,被广泛应用于航空航天、汽车、3C产品及现代兵器工业领域。由于镁、铝物理化学性能的差异,使镁/铝异种金属的焊接存在一定的难度。本文采用光纤激光设备对AZ31B镁合金和5083铝合金实施直接焊接和添加锌中间层焊接,分析了镁/铝异种金属激光焊接的特点,并研究了锌中间层对接头组织、力学性能的影响;在试验基础之上,分析了焊缝中主要化合物延脆性及热力学性质之间的差异,阐述了锌中间层对镁/铝焊接影响的机理。主要研究结果如下:（1）采用激光对镁/铝搭接接头直接焊接,通过正交试验优化,在P=1.8kW,V=5.5m/min,△f=2mm时得到表面成形质量与力学性能均较好的焊接接头。激光焊接中存在深熔焊、介稳定焊和热传导焊三种模式,并形成对应的熔池形状。深熔焊接头镁侧组织主要为α-Mg及树枝状Al12Mg17,铝侧以α-Al及Al3Mg2为主,拉剪断裂发生在镁/铝结合面附近过渡区连续分布的Mg-Al化合物层内,平均拉剪力为591.4N。介稳定焊接头组织混合程度高,形成了多处镁/铝界面,断裂发生在镁侧熔合区附近的Al12Mg17化合物层,平均拉剪力为772.2N。热传导焊接头镁侧组织均匀,铝侧底部生成了连续分布的Al12Mg17、Al3Mg2化合物层,外力作用下沿底部化合物层发生剪切剥离,平均拉剪力仅为475.1N。（2）深熔焊接头随锌中间层厚度增加,过渡区连续分布的Al12Mg17数量减少,组织均匀化程度增加;中间层为0.1mm时,接头拉剪力达到700N,断裂发生在镁/铝结合面附近,断口呈现出混合断裂形貌。介稳定模式接头随中间层厚度增加,镁侧熔合区附近Al12Mg17化合物层厚度减小,组织均匀化程度增加,并生成了MgZn等化合物;中间层为0.15mm时,接头平均拉剪力达1247.4N,断裂发生在镁侧熔合区附近,断口具有明显的韧性特征,同时,镁、铝侧焊缝硬度值波动减小。热传导焊接头随锌中间层厚度增加,底部Mg-Al化合物层厚度明显减少,Mg-Zn化合物的形成阻碍了Mg-Al化合物层连续分布,形成了混合反应层;中间层为0.1mm时,拉剪力达626.1N,断裂方式为混合断裂。（3）化合物延脆性及热力学计算结果表明,镁/铝直接焊接时,焊缝中易生成刚度及硬度较大、变形能力差的脆性相Al12Mg17,添加锌中间层焊接时,焊缝中容易生成呈现延性的MgZn2及MgZn化合物。所以,在试验中,焊缝中生成的Mg-Zn化合物改善了Al12Mg17连续分布的状况,减小了接头的脆化程度,进而提升了接头的力学性能。镁/铝直接焊接具有较好热力学稳定性,所以,该条件下焊缝中形成了α-Mg与MgZn共晶组织。

关键词：镁/铝异种金属激光焊接锌中间层金属间化合物脆性相

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基于CMT焊接能量输入过程控制的镁/铝异种金属焊接研究

基于CMT焊接能量输入过程控制的镁/铝异种金属焊接研究

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作者：王鹏天津大学

学位级别：博士

随着工业领域轻量化要求的不断提高,通过焊接的方法对镁合金和铝合金进行连接从而形成镁/铝复合结构具有迫切的需求,镁/铝异种金属焊接接头强度低的问题亟需解决。革新的冷金属过渡焊接方法（CMT）具有低热输入特点,通过对焊接能量输入... 详细信息

随着工业领域轻量化要求的不断提高,通过焊接的方法对镁合金和铝合金进行连接从而形成镁/铝复合结构具有迫切的需求,镁/铝异种金属焊接接头强度低的问题亟需解决。革新的冷金属过渡焊接方法（CMT）具有低热输入特点,通过对焊接能量输入过程的控制可以抑制脆硬相金属间化合物的生成,有助于解决工程应用中镁/铝异种金属焊接的问题。但是,焊接能量输入过程对镁/铝异种金属CMT焊接组织和性能的影响研究未见报道。本文基于对CMT焊接能量输入过程的分析,研究了焊接能量输入过程对镁/铝异种金属CMT焊接的影响,着重讨论了焊接接头镁铝金属间化合物层组织结构特征与抗拉强度之间的关系。采用铝焊丝进行镁/铝异种金属CMT焊接时,焊接接头镁侧熔合区形成了层状分布的镁铝金属间化合物过渡区域并由Mg2Al3、Mg17Al12、Mg17Al12+α-Mg共晶组织三个过渡层组成。根据透射电子显微分析,确立了镁铝金属间化合物层的物相组成,给出了通过成分组成划分过渡层的依据,阐明了三种镁铝金属间化合物晶体结构与强度的关系。CMT焊接方法具有显著差异的四种能量输入模式。变极性CMT焊和变极性CMT脉冲复合焊中,负极性CMT与正极性CMT或脉冲相比具有更低的热输入,有助于抑制镁铝金属间化合物的生成。基于CMT焊接特征参数对焊接过程的影响研究,提出了CMT周期焊接能量输入过程控制方法。变极性CMT焊接中,随着负极性CMT周期比率的增加,焊接能量逐渐降低,镁铝金属间化合物层厚度逐渐减小,焊接接头抗拉强度逐渐增加;随着正、负极性连续周期个数的增加,焊接能量基本保持不变,变极性CMT焊接接头抗拉强度无明显变化,而变极性CMT脉冲复合焊接接头抗拉强度呈现先增大后减小的变化规律。另外,进行了镁焊丝镁/铝异种金属CMT焊接研究,获得了类似熔钎焊的焊接接头,铝侧焊接界面在原子扩散作用下形成了层状分布的镁铝金属间化合物过渡区域,并具有与铝焊丝焊接接头镁铝金属间化合物过渡区域相似的组织结构。焊接接头抗拉强度与镁铝金属间化合物过渡层组织结构特征息息相关,取决于三个过渡层的最低强度,降低各个过渡层的厚度尤其是Mg2Al3过渡层的厚度有助于提高接头强度。通过对焊接能量输入过程的控制可实现对镁铝金属间化合物层组织结构特征的控制,将Mg2Al3过渡层厚度限制在10μm以下,有助于获得良好的镁/铝异种金属CMT焊接接头。

关键词：冷金属过渡焊镁/铝异种金属过程控制金属间化合物界面特征透射电子显微分析

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镁/铝异种金属激光焊接技术在汽车工业中的应用与发展

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世界有色金属 2016年第8期41卷 104-105页

作者：刘倩安徽省汽车工业学校安徽合肥231131

焊接工艺是汽车制造业中一种必要的工艺方法,对整个汽车生产影响非常大。本文首先分析铝∕镁异种金属的焊接特点,介绍激光焊接技术的基本原理和相关应用,从我国激光焊接技术在汽车方面的应用和发展等方面进行探讨,对汽车车身的制造提供... 详细信息

焊接工艺是汽车制造业中一种必要的工艺方法,对整个汽车生产影响非常大。本文首先分析铝∕镁异种金属的焊接特点,介绍激光焊接技术的基本原理和相关应用,从我国激光焊接技术在汽车方面的应用和发展等方面进行探讨,对汽车车身的制造提供了一定的参考价值。

关键词：镁/铝异种金属激光焊接汽车工业应用 Nd-YAG固体激光器国产自主品牌

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镁/铝异种金属焊接技术的研究进展

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焊接 2024年第12期 33-46,55页

作者：周正丁云龙孙岩韩冰张恩诚辽宁科技大学机械工程与自动化学院辽宁鞍山114051 辽宁省复杂工件表面特种加工重点实验室辽宁鞍山114051 航天通信控股集团股份有限公司杭州310009

镁、铝化学活性强、极易被氧化、热传导率和线膨胀系数较大,在镁/铝异种金属焊接过程中会导致金属间化合物的生成和气孔、裂纹等缺陷的产生,这都对其接头的组织和性能有重要影响。该文从固相焊、熔焊、钎焊三方面综述了近年来镁/铝异种... 详细信息

镁、铝化学活性强、极易被氧化、热传导率和线膨胀系数较大,在镁/铝异种金属焊接过程中会导致金属间化合物的生成和气孔、裂纹等缺陷的产生,这都对其接头的组织和性能有重要影响。该文从固相焊、熔焊、钎焊三方面综述了近年来镁/铝异种金属的焊接工艺,论述了各个工艺及其改型工艺的焊接机理及参数优化,归纳了控制镁/铝金属间化合物形成和改善其组织分布的方法;与此同时,对镁/铝异种金属焊接领域的发展方向进行了展望,评述其下一步应重点关注的内容,为后续镁/铝异种金属焊接研究提供了一定的理论基础和技术支撑。

关键词：镁/铝异种金属焊接技术成形机理显微组织力学性能

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磁场辅助镁/铝异种金属CMT焊接工艺及组织性能研究

磁场辅助镁/铝异种金属CMT焊接工艺及组织性能研究

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作者：李邦鹏哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

镁合金和铝合金是应用广泛的轻质金属,性能优异,而镁铝的复合件能够结合两者优势,形成优势互补,提高两种金属的应用性。但是镁/铝异种金属焊接过程中容易生成脆性金属间化合物,出现气孔、变形和裂纹等焊接缺陷,因此传统的熔焊方法难以... 详细信息

镁合金和铝合金是应用广泛的轻质金属,性能优异,而镁铝的复合件能够结合两者优势,形成优势互补,提高两种金属的应用性。但是镁/铝异种金属焊接过程中容易生成脆性金属间化合物,出现气孔、变形和裂纹等焊接缺陷,因此传统的熔焊方法难以获得性能良好的焊接接头。冷金属过渡技术是一种具有低热输入和稳定焊接过程的焊接新方法,能有效控制镁/铝焊接过程中焊接缺陷,而纵向磁场对焊接过程中电弧、熔滴过渡以及熔池具有调控作用,能够改善传统电弧焊在镁/铝焊接方面的劣势,本文引入纵向磁场对镁/铝异种金属CMT焊接过程进行调控。首先对磁场发生装置的磁极结构进行设计。采用ANSYS有限元分析的方法,对不同磁极高度,磁极内径和磁极形状下的焊接区域磁场分布进行模拟仿真和有限元计算,分析这些因素对磁场分布的影响规律,为选择合适的磁极结构提供科学、合理的理论依据。分析结果表明,高度较低,内径较小的磁极结构在焊接区域产生的磁场强度更大,而平台状的磁极在焊接区域的磁场分布轴向性更好。采用纵向磁场辅助CMT焊接方法对2mm厚的AZ31B镁合金和6061铝合金实施搭接焊接,研究了焊丝种类和工艺参数对接头焊缝成形的影响。结果表明,ER4043焊丝在镁合金上的润湿铺展性比ER5356焊丝更好;而纵向磁场能够改善焊缝金属的润湿铺展性,减少焊缝气孔数量,增加接头有效连接面积,降低镁合金熔化量。接着研究了镁/铝连接接头的力学性能和断裂机制。纵向磁场作用下,焊接接头的拉伸载荷整体得到提高,接头载荷最高达到1411N。断裂位置主要发生在镁侧界面化合物处,典型的脆性断裂,焊接电流过大的情况下,会因为气孔和化合物增多的原因断裂在铝合金侧。研究了纵向磁场对镁/铝异种金属的界面微观组织的影响。焊接接头在镁铝界面处生成了厚度较大的连续化合物层,而纵向磁场能够抑制化合物的生长,化合物层的厚度随着励磁电流增大逐渐减小,界面处Mg2Si相的分布在纵向磁场作用下范围更广,颗粒也得到细化。最后结合外加纵向磁场对焊接电弧、熔滴过渡及熔池的影响,提出了纵向磁场辅助镁/铝CMT焊接接头连接机理,纵向磁场主要通过影响界面温度和熔池流动,从而影响接头界面微观组织结构。

关键词：镁/铝异种金属磁极设计纵向磁场焊缝成形微观组织力学性能

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超声在MB8/Cu/2024异种金属连接过程中的作用机制

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焊接学报 2025年第1期46卷 69-79页

作者：李一楠袁晓萱石丁文彭子龙青岛理工大学机械与汽车工程学院青岛266520

文中采用超声波辅助瞬间液相扩散(ultrasonic-assisted transient liquid phase,U-TLP)连接实现了大气环境下MB8/Cu/2024异种金属的快速可靠连接.连接过程分为3个阶段,固/固界面阶段—声致氧化膜去除及金属颗粒剥离、固/液转化阶段—固... 详细信息

文中采用超声波辅助瞬间液相扩散(ultrasonic-assisted transient liquid phase,U-TLP)连接实现了大气环境下MB8/Cu/2024异种金属的快速可靠连接.连接过程分为3个阶段,固/固界面阶段—声致氧化膜去除及金属颗粒剥离、固/液转化阶段—固态界面摩擦产热致反应液相出现和液/液界面反应阶段—声致液态加速界面反应.研究表明,在固/固界面阶段,纵向超声促使MB8/Cu界面和2024/Cu界面上产生x方向和y方向相对位移,在剪切应力的作用下,摩擦导致Al颗粒、Cu颗粒剥落,氧化膜部分去除;在固/液转化阶段,超声促使2024/Cu界面摩擦产生温升,在达到共晶反应温度后开始出现Al_(2)Cu+α-Al液相;在液/液界面反应阶段,超声空化与声流效应使得MB8/Cu界面、2024/Cu界面产生z方向位移场与声压场,加速Al_(2)Cu+α-Al和Mg2Cu+α-Mg共晶生成,完成连接.MB8/2024异种金属接头抗剪强度最高为64 MPa.

关键词：超声波辅助瞬间液相扩散连接镁/铝异种金属连接机制声致去膜界面摩擦产热

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