铝-钢异种金属脉冲旁路耦合电弧MIG熔钎焊界面反应的热力学分析 被引量：3

1

作者 石玗 邵玲 +1 位作者 黄健康 顾玉芬 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期87-90,117-118,共4页

采用脉冲旁路耦合电弧MIG熔钎焊方法用ER5356铝合金焊丝在镀锌钢板上进行平板堆焊试验.通过调整焊接参数获得最佳焊接成形,结果表明脉冲旁路耦合电弧MIG熔钎焊方法可以实现铝和铁异种金属材料的连接.采用SEM,EDS等测试手段观察和分析连... 采用脉冲旁路耦合电弧MIG熔钎焊方法用ER5356铝合金焊丝在镀锌钢板上进行平板堆焊试验.通过调整焊接参数获得最佳焊接成形,结果表明脉冲旁路耦合电弧MIG熔钎焊方法可以实现铝和铁异种金属材料的连接.采用SEM,EDS等测试手段观察和分析连接界面区的微观组织,在连接界面区形成Fe2Al5,FeAl3金属间化合物层.通过Thermo-Calc软件对Fe2Al5,FeAl3金属间化合物的吉布斯自由能进行计算,得出在高温Fe2Al5的吉布斯自由能比FeAl3的吉布斯自由能小,在低温FeAl3的吉布斯自由能比Fe2Al5的吉布斯自由能小,说明在焊接过程中Fe2Al5金属间化合物先生成,再在冷却过程中FeAl3金属间化合物生成或析出. 展开更多

关键词 脉冲旁路耦合电弧mig熔钎焊 铝-钢焊接 金属间化合物

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铝-铜脉冲旁路耦合电弧MIG熔钎焊接头组织分析 被引量：1

2

作者 石玗 许瑾 +1 位作者 黄健康 顾玉芬 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2015年第3期6-9,共4页

采用脉冲旁路耦合电弧MIG熔钎焊方法,利用ER4047铝合金焊丝在T2铜板上进行平板堆焊实验,通过调节焊接参数获得良好焊缝成形.利用SEM、EDS和XRD等测试手段对连接界面区的微观组织进行观察和分析.结果表明:在连接界面区从铜侧到铝侧依次... 采用脉冲旁路耦合电弧MIG熔钎焊方法,利用ER4047铝合金焊丝在T2铜板上进行平板堆焊实验,通过调节焊接参数获得良好焊缝成形.利用SEM、EDS和XRD等测试手段对连接界面区的微观组织进行观察和分析.结果表明:在连接界面区从铜侧到铝侧依次生成条状的Cu9Al4、块状的CuAl2金属间化合物和絮状的α(Al)+θ(CuAl2)共晶体,且金属间化合物层的厚度随着母材热输入的增加而增大,同时块状脆性金属间化合物尺寸变大.对熔钎焊接头进行显微维氏硬度测量,结果显示,铝-铜熔钎焊焊接接头金属间化合物区域显微硬度最高达406.7HV,说明铝-铜熔钎焊连接界面区出现脆硬相. 展开更多

关键词 脉冲旁路耦合电弧mig熔钎焊 铝-铜异种金属焊接 微观组织 金属间化合物

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铝-镀锌钢板脉冲旁路耦合电弧MIG熔钎焊工艺及接头组织分析 被引量：11

3

作者 石玗 王钊 +2 位作者 黄健康 卢立晖 樊丁 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期1-4,113,共4页

提出了脉冲旁路耦合电弧MIG焊(pulsed DE-MIG welding)方法并介绍了其基本原理,针对该方法的特点和控制要求,建立了基于快速原型的脉冲旁路耦合电弧MIG焊试验系统,实现了铝-钢异种金属的连接.对铝-钢接头的组织成分进行分析.结果表明,铝... 提出了脉冲旁路耦合电弧MIG焊(pulsed DE-MIG welding)方法并介绍了其基本原理,针对该方法的特点和控制要求,建立了基于快速原型的脉冲旁路耦合电弧MIG焊试验系统,实现了铝-钢异种金属的连接.对铝-钢接头的组织成分进行分析.结果表明,铝-钢连接处的中间界面区Al和Fe原子扩散比较充分,生成了层状的Fe2Al5Zn0.4三元金属间化合物;焊趾部位存在富锌区,主要由α-Al固溶体和少量β-Zn相组成.同时对搭接接头进行了抗拉剪强度试验,最大强度达到186.73 MPa. 展开更多

关键词 异种金属 脉冲旁路耦合电弧mig焊 中间界面区 富锌区

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镁与镀锌钢板脉冲旁路耦合电弧熔钎焊 被引量：4

4

作者 黄健康 邵玲 +1 位作者 石玗 顾玉芬 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期9-12,113,共4页

采用脉冲旁路耦合电弧熔钎焊,使用AZ92A镁合金焊丝在镀锌钢板上进行平板堆焊试验,通过调整焊接工艺参数,能在最佳的焊接参数下得到熔宽均匀,成形良好的焊缝.通过SEM,EDS,EPMA等测试手段对焊接接头界面中心区的微观组织进行观察与分析,... 采用脉冲旁路耦合电弧熔钎焊,使用AZ92A镁合金焊丝在镀锌钢板上进行平板堆焊试验,通过调整焊接工艺参数,能在最佳的焊接参数下得到熔宽均匀,成形良好的焊缝.通过SEM,EDS,EPMA等测试手段对焊接接头界面中心区的微观组织进行观察与分析,及对焊缝的剥落面进行XRD测试发现有Mg17Al12,Mg0.97Zn0.03和Fe4Zn9金属间化合物形成.结果表明,在适当参数下,利用脉冲旁路耦合电弧熔钎焊可获得镁与镀锌钢板的焊缝,且镁与镀锌钢板异种金属电弧熔钎焊时镁和铁都与锌反应形成了金属间化合物. 展开更多

关键词 脉冲旁路耦合电弧 GMAW熔钎焊 镁与镀锌钢板焊接 金属间化合物

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铝合金与镀锌钢脉冲旁路耦合电弧GMAW熔钎焊搭接工艺及接头性能的研究 被引量：1

5

作者 黄健康 邵玲 +1 位作者 石玗 顾玉芬 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期21-26,33,共7页

采用脉冲旁路耦合电弧GMAW熔钎焊方法,以ER4043焊丝为填充材料,实现了铝合金与镀锌钢异种金属的熔钎焊接,得到外观成形良好、变形小的搭接接头。通过SEM、EPMA、EDS、显微硬度计和拉伸实验机对搭接接头的微观组织及力学性能进行了研究... 采用脉冲旁路耦合电弧GMAW熔钎焊方法,以ER4043焊丝为填充材料,实现了铝合金与镀锌钢异种金属的熔钎焊接,得到外观成形良好、变形小的搭接接头。通过SEM、EPMA、EDS、显微硬度计和拉伸实验机对搭接接头的微观组织及力学性能进行了研究。结果表明:在搭接接头界面中心区的铝侧形成针状或锯齿状的FeAl3金属间化合物,而在钢侧形成平齐的Fe2Al5和Fe0.7Al3Si0.3金属间化合物。显微硬度测试分析进一步证明了铝合金与镀锌钢界面中心区由硬度高的金属间化合物组成。搭接接头的平均拉剪强度达到144.85MPa,最高拉剪强度达到186.73MPa,达到了铝合金母材强度的88.5%,且断裂方式为韧性断裂。 展开更多

关键词 脉冲旁路耦合电弧GMAW焊 异种金属熔钎焊 金属间化合物 显微硬度 力学性能

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脉冲旁路耦合电弧MIG焊一体化专用电源建模及仿真 被引量：1

6

作者 卢立晖 孙伟城 +2 位作者 李磊 辛鹏 石玗 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S1期1-5,共5页

脉冲旁路耦合电弧MIG焊是一种低能量输入的焊接方法,其普遍采用双电源协同的方式来实现.针对双电源系统结构复杂、协同控制困难的问题,采用一体化专用电源的思想,提出了主弧和旁弧两路脉冲电流使用同一控制系统进行统一协调控制的总体... 脉冲旁路耦合电弧MIG焊是一种低能量输入的焊接方法,其普遍采用双电源协同的方式来实现.针对双电源系统结构复杂、协同控制困难的问题,采用一体化专用电源的思想,提出了主弧和旁弧两路脉冲电流使用同一控制系统进行统一协调控制的总体设计方案.设计了基于三相输入整流滤波、有限双极性全桥逆变、变压及二次整流滤波的主电路,采用模糊自适应整定PID控制算法进行反馈控制.搭建了主电路、控制算法和PWM波生成器的系统整体模型,模拟仿真了脉冲旁路耦合电弧MIG焊主弧和旁弧脉冲电流波形同步相位和交替相位时的情况,仿真结果结果表明,脉冲旁路耦合电弧MIG焊一体化专用焊接电源的设计方案是可行的,能够满足其电流波形匹配的要求. 展开更多

关键词 脉冲旁路耦合电弧mig焊 一体化电源 MATLAB/Simulink模型

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旁路分流MIG电弧熔钎焊接镁/钢异种金属接头特性 被引量：11

7

作者 苗玉刚 吴斌涛 +2 位作者 韩端锋 徐向方 李小旭 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期25-28,共4页

以AZ31镁合金与Q235镀锌钢板为研究对象,进行旁路分流MIG电弧熔钎焊接工艺试验,在获得稳定可靠的焊接过程和美观的焊缝成形的同时,实现了镁/钢异种金属的可靠连接.同时采用金相显微镜,高速摄像机和拉伸试验机对焊接接头的组织、熔滴过... 以AZ31镁合金与Q235镀锌钢板为研究对象,进行旁路分流MIG电弧熔钎焊接工艺试验,在获得稳定可靠的焊接过程和美观的焊缝成形的同时,实现了镁/钢异种金属的可靠连接.同时采用金相显微镜,高速摄像机和拉伸试验机对焊接接头的组织、熔滴过渡过程以及力学性能进行观察与分析.结果表明,焊接过程中熔滴的排斥过渡增加了熔滴过渡的时间,使得熔滴润湿铺展更为均匀,且保证了界面层元素的充分结合.拉伸试验表明,焊接接头的抗拉强度达133 MPa,约为母材强度的70%,接头断裂发生在镁合金焊缝处,呈韧性断裂的形貌特征. 展开更多

关键词 镁合金 镀锌钢 旁路分流mig电弧熔钎焊 熔滴过渡 焊接特性

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铝/钛异种金属旁路分流MIG电弧熔钎焊特性 被引量：3

8

作者 苗玉刚 王腾 +1 位作者 周玥 韩端锋 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期47-50,115,共5页

以1 mm厚6061铝合金与TC4钛合金板为试验材料,进行旁路分流MIG电弧熔钎焊工艺试验,得到均匀美观的焊缝成形.分别采用金相显微镜、扫描电镜、万能拉伸试验机进行研究.结果表明,界面层上方金属间化合物以柱状晶形式存在,呈现短而密集的状... 以1 mm厚6061铝合金与TC4钛合金板为试验材料,进行旁路分流MIG电弧熔钎焊工艺试验,得到均匀美观的焊缝成形.分别采用金相显微镜、扫描电镜、万能拉伸试验机进行研究.结果表明,界面层上方金属间化合物以柱状晶形式存在,呈现短而密集的状态.界面层靠近钛侧易形成Al Ti,而界面层靠近铝侧易形成Al3Ti,Ti Si2等金属间化合物,由于焊接过程中熔池内部温度的变化不均,会使界面层中出现Al11Ti5过渡相.拉伸试验表明,接头最高抗剪强度达182.6 MPa,约为铝母材的97.6%,断裂发生在铝母材热影响区,断口出现一定量的颈缩. 展开更多

关键词 旁路分流mig电弧熔钎焊 异种金属 接头特性 力学性能

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铝/镀锌钢异种金属旁路分流MIG电弧熔钎焊界面区组织与接头性能 被引量：6

9

作者 苗玉刚 吴斌涛 +1 位作者 韩端锋 徐向方 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期6-10,1,共6页

以2 mm厚6061铝合金与镀锌钢板为试验材料,进行旁路分流MIG电弧熔钎焊工艺试验.采用金相显微镜、扫描电镜和拉伸试验机对接头组织及力学性能进行研究,分析了不同焊接速度时界面层组织和接头性能的变化规律.结果表明,随焊接速度增加焊接... 以2 mm厚6061铝合金与镀锌钢板为试验材料,进行旁路分流MIG电弧熔钎焊工艺试验.采用金相显微镜、扫描电镜和拉伸试验机对接头组织及力学性能进行研究,分析了不同焊接速度时界面层组织和接头性能的变化规律.结果表明,随焊接速度增加焊接热输入减少,界面温度下降,元素扩散速度降低,导致接头界面结合层变薄.另外接头强度随焊接速度与界面层厚度增加呈现先增加后减小的趋势,最高强度达135.32 MPa.当焊接速度较低时,界面温度高,易形成脆性金属间化合物,导致其接头性能下降;高速焊接时,铝/钢界面反应不充分,甚至存在未钎合和气孔等缺陷,影响了接头性能. 展开更多

关键词 旁路分流 mig电弧熔钎焊 异种金属 焊接速度 界面层

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基于U-I图的铝/钢双脉冲MIG熔-钎焊稳定性评价及其MATLAB实现 被引量：2

10

作者 李剑雄 李桓 +1 位作者 韦辉亮 张玉昌 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期87-91,共5页

针对铝/钢双脉冲MIG熔-钎焊过程稳定性差的问题,提出一种基于U-I动态工作点轨迹集中性的焊接过程稳定性评价方法.该方法通过MATLAB定量计算U-I图面积来表示U-I动态工作点轨迹集中性,U-I图面积越小,表明U-I动态工作点轨迹越集中,焊接过... 针对铝/钢双脉冲MIG熔-钎焊过程稳定性差的问题,提出一种基于U-I动态工作点轨迹集中性的焊接过程稳定性评价方法.该方法通过MATLAB定量计算U-I图面积来表示U-I动态工作点轨迹集中性,U-I图面积越小,表明U-I动态工作点轨迹越集中,焊接过程越稳定;反之,U-I图面积越大,U-I动态工作点轨迹越分散,焊接过程越不稳定.结果表明,利用该方法得到的不同电弧作用位置下焊接过程稳定性与其对应的焊接电压方差、电压概率密度分布和电弧形态稳定性分析结果具有一致性,故该方法是可靠的,且为铝/钢双脉冲MIG熔-钎焊稳定性评定提供了定量指导. 展开更多

关键词 双脉冲mig熔-钎焊 U-I动态工作点轨迹集中性 焊接过程稳定性 电弧形态 电压概率密度分布

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铝-钢脉冲DE-GMAW与CMT熔钎焊热循环曲线测试与对比 被引量：2

11

作者 石玗 王钊 +3 位作者 董兵天 卢立晖 黄健康 樊丁 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2012年第4期23-26,共4页

介绍一种新的铝-钢异种金属焊接方法脉冲旁路耦合电弧MIG焊(pulsed DE-GMAW),将该方法应用于铝和镀锌钢板的焊接,得到成型良好的焊缝.采用接触式测量法测量pulsed DE-GMAW法在不同焊接参数下的热循环曲线,并与CMT进行对比分析,结果表明:... 介绍一种新的铝-钢异种金属焊接方法脉冲旁路耦合电弧MIG焊(pulsed DE-GMAW),将该方法应用于铝和镀锌钢板的焊接,得到成型良好的焊缝.采用接触式测量法测量pulsed DE-GMAW法在不同焊接参数下的热循环曲线,并与CMT进行对比分析,结果表明:CMT法通过推拉丝及短路波形控制能减小焊接过程中的热输入;而pulsed DE-GMAW法通过增加旁路电流达到分流的目的,也可以降低输入母材的热量,2种方法的热输入控制效果相当,均能较好实现铝-钢异种金属的焊接. 展开更多

关键词 脉冲旁路耦合电弧mig焊 CMT 铝-钢 热循环曲线

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铝-镀锌钢板异种金属Pulsed DE-MIG熔钎焊方法研究

12

作者 顾玉芬 邵玲 +1 位作者 石玗 黄健康 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期118-123,共6页

为精确控制焊接热输入,从而控制铝钢异种金属界面区金属间化合物生长,提出一种新型高效低热输入的脉冲旁路耦合电弧MIG焊(Pulsed DE-MIG)方法,用ER5356铝合金焊丝在镀锌钢板上利用平板堆焊实验对工艺参数进行优化.在焊丝总电流保持不变... 为精确控制焊接热输入,从而控制铝钢异种金属界面区金属间化合物生长,提出一种新型高效低热输入的脉冲旁路耦合电弧MIG焊(Pulsed DE-MIG)方法,用ER5356铝合金焊丝在镀锌钢板上利用平板堆焊实验对工艺参数进行优化.在焊丝总电流保持不变,不同的Pulsed DE-MIG焊接参数下焊接,结果表明随着旁路电流的增大,焊缝宽度显著变小,且焊缝堆高明显变高.采用OM、SEM、EDS等测试手段观察和分析连接界面区的微观组织,发现在连接界面区形成Fe2Al5、FeAl3金属间化合物层,且母材热输入大时,FeAl3析出得多,随着母材热输入的减小,FeAl3析出逐步减少直至FeAl3无析出. 展开更多

关键词 脉冲旁路耦合电弧mig焊(Pulsed DE-mig) 铝-镀锌钢板异种金属焊接 母材热输入 金属间化合物

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铝/铜异种金属熔钎焊接头微观组织与力学性能 被引量：10

13

作者 周相龙 石玗 +1 位作者 朱明 顾玉芬 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期59-62,共4页

采用ER5356铝镁焊丝对1060纯铝与T2紫铜进行了脉冲旁路耦合电弧MIG熔钎焊,并对接头宏观形貌、微观组织及力学性能进行了分析.结果表明,在合适的焊接工艺参数下,可以获得成形美观、连续均匀、无缺陷的铝/铜异种金属接头.焊接接头从铜侧... 采用ER5356铝镁焊丝对1060纯铝与T2紫铜进行了脉冲旁路耦合电弧MIG熔钎焊,并对接头宏观形貌、微观组织及力学性能进行了分析.结果表明,在合适的焊接工艺参数下,可以获得成形美观、连续均匀、无缺陷的铝/铜异种金属接头.焊接接头从铜侧以金属间化合物层、Al-Cu共晶体向焊缝过渡,金属间化合物主要由脆硬的Al_2Cu相组成,而焊缝区主要由先析出的α(Al)固溶体以及从其晶界上析出的网状(Al)+S(Al_2Cu Mg)/θ(Al_2Cu)共晶组织组成.随着焊接热输入的增加,金属间化合物层厚度明显增大,而焊接接头拉伸载荷先升高后下降,这与焊缝在铜母材上润湿铺展有关.接头拉伸时,主要在铝母材热影响区和焊缝与铜母材界面处发生断裂. 展开更多

关键词 异种金属 脉冲旁路耦合电弧mig熔钎焊 金属间化合物 拉伸载荷

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焊丝成分对铝-铜异种金属熔钎焊接头钎焊界面组织与接头力学性能的影响 被引量：1

14

作者 石玗 周相龙 +2 位作者 朱明 顾玉芬 樊丁 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期61-64,共4页

采用脉冲旁路耦合电弧MIG熔钎焊方法对1060纯铝和T2紫铜进行了对接焊,选用ER1100、ER5356、ER4043和ER4047四种焊丝为填充材料,研究了焊丝成分对焊接接头微观组织、金属间化合物层的厚度以及力学性能的影响规律。结果表明:4种焊丝的焊... 采用脉冲旁路耦合电弧MIG熔钎焊方法对1060纯铝和T2紫铜进行了对接焊,选用ER1100、ER5356、ER4043和ER4047四种焊丝为填充材料,研究了焊丝成分对焊接接头微观组织、金属间化合物层的厚度以及力学性能的影响规律。结果表明:4种焊丝的焊接接头均由铝侧熔合区、焊缝区和铜侧钎焊区组成,其中铜侧钎焊区又可细分为金属间化合物层区和Al-Cu共晶区两部分。焊丝中Si元素的加入可以起到阻碍铝铜原子互扩散、抑制铝铜金属间化合物生长、提高焊缝显微硬度以及抗拉强度等作用;而加入Mg元素,其效果不明显。 展开更多

关键词 异种金属 脉冲旁路耦合电弧 mig 熔钎焊 焊丝 金属间化合物 力学性能

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脉冲参数对脉冲DE-GMAW熔滴过渡影响的建模及仿真 被引量：1

15

作者 李春凯 朱明 +2 位作者 顾玉芬 石玗 卢立晖 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S1期6-9 13,共5页

针对铝-钢等现有焊接方法效率低、成本高等缺点,提出了一种低成本、热输入精确可控的脉冲旁路耦合电弧MIG焊(DE-GMAW)焊接方法.建立了脉冲旁路耦合电弧MIG焊数学模型,从焊丝熔化模型和电磁不稳定收缩模型仿真研究脉冲参数对熔滴过渡的... 针对铝-钢等现有焊接方法效率低、成本高等缺点,提出了一种低成本、热输入精确可控的脉冲旁路耦合电弧MIG焊(DE-GMAW)焊接方法.建立了脉冲旁路耦合电弧MIG焊数学模型,从焊丝熔化模型和电磁不稳定收缩模型仿真研究脉冲参数对熔滴过渡的影响规律.结果表明:在脉冲旁路耦合电弧MIG焊过程中,在主路平均电流和旁路平均电流不变的情况下,随着主路或旁路峰值电流的增大、脉冲占空比的变大,熔滴过渡频率会变大,更有利于脉冲旁路耦合电弧MIG焊熔滴的过渡,而且峰值电流对熔滴过渡的影响力要大于脉冲占空比. 展开更多

关键词 脉冲旁路耦合电弧mig焊 熔滴过渡 脉冲参数

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