鋁-鈦異種材料電阻焊工藝優(yōu)化及接頭形成機(jī)理.pdf

1、鋁/鈦異種合金復(fù)合結(jié)構(gòu)可以充分利用兩種應(yīng)用廣泛的輕金屬材料各自的優(yōu)點(diǎn)，既能夠利用鈦合金良好的高溫性能、比強(qiáng)度、塑性及韌性，同時還具有了一定的經(jīng)濟(jì)性，在車輛載具、國防科工等領(lǐng)域前景廣闊。電阻焊作為常見焊接方法的一種，可以實(shí)現(xiàn)自動機(jī)械化而且操作非常簡單，所以對鋁/鈦異種材料電阻焊工藝進(jìn)行研究從而形成可靠的復(fù)合結(jié)構(gòu)，可以推動其在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用。本文針對LY12鋁合金和TC4鈦合金的電阻焊進(jìn)行研究，通過調(diào)節(jié)點(diǎn)焊工藝（工藝參數(shù)和脈沖數(shù)量）及添加

2、Ni顆粒這兩種方法以獲得良好的焊接接頭，研究了工藝參數(shù)對接頭拉剪強(qiáng)度的影響，分析了接頭的微觀組織和接頭的形成過程，并通過化合物生成焓揭示了接頭中金屬間化合物的形成機(jī)理。
　　結(jié)果表明：電阻焊接頭的抗拉剪力隨著焊接電流、電極壓力和焊接時間的增大均呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。各區(qū)域的組織差異性不大，IMC層（金屬間化合物層）厚度是影響接頭性能的主要因素。在最佳工藝參數(shù)條件下，單脈沖焊接接頭中的IMC層厚度約為1μm，三脈沖焊接接頭中的IM

3、C層厚度約為3μm，而添加Ni顆粒焊接接頭中的IMC層厚度基本都在6～8μm的區(qū)間里，因此，添加Ni顆粒焊接接頭的抗拉剪力最大，為7.12kN，比三脈沖直接焊接頭提高了近1.1kN，比單脈沖直接焊接頭提高了2.88kN。添加Ni顆粒焊接的最佳工藝參數(shù)為電極壓力3.03kN，預(yù)熱脈沖電流7.5kA、焊接時間10cyc（1cyc=0.02s），焊接脈沖電流12.1kA、焊接時間45cyc，緩冷脈沖電流7.5kA、焊接時間10cyc。

4、　　直接焊時IMC層的主要成分為三種可直接生成的Al-Ti化合物中生成焓最小的TiAl3，而添加Ni顆粒焊接時IMC層主要由靠近鋁側(cè)的一層1～2μm厚的平面狀NiAl3和在鈦合金/鋁合金之間散亂分布著的白色塊狀TiAl3構(gòu)成。NiAl3由五種Al-Ni化合物中生成焓最小的Ni2Al3跟Al原子反應(yīng)生成，由于NiAl3的生成焓比TiAl3的生成焓要小，所以接頭中會優(yōu)先發(fā)生NiAl3的轉(zhuǎn)變反應(yīng)。當(dāng)有TiAl3生成時，接頭中的Al-Ni金屬間