巴氏合金点焊接头力学性能研究分析总结

2018-03-27

  巴氏合金点焊接头力学性能研究分析总结,低密度、高比强度和高比刚度的巴氏合金,其卓越的超塑性性能,可实现一次冲压成型,具有极大的开发应用潜力。电阻点焊是一种效率较高、工艺简单、成本低的焊接方法,具有焊后变形小、焊后表面无任何焊接凸起且机械化和自动化程度高、焊接质量可靠等特点,可以改善巴氏合金焊后变形大和承载能力不高等问题。为此,周口市华锡合金科技有限公司对巴氏合金进行点焊实验,确定了合理的工艺参数,研究了工艺参数对巴氏合金接头力学性能的影响,并对其断口形貌进行了分析,为巴氏合金点焊投入实际生产应用提供理论指导。

 

  一、实验材料与方法
 

  实验材料为轧制态巴氏合金板材,板厚为2mm。巴氏合金试件尺寸为100mm*25mm,长度方向搭接20mm,采用三相次数整流电阻点焊机进行焊接。焊前用钢丝刷去巴氏合金母材表面的氧化膜并用丙酮擦拭。采用试验机对巴氏合金试样进行拉伸实验,以获得其搭接接头的抗拉强度,每组5个试样,并求其平均值。通过扫描电镜对巴氏合金点焊接头的断口形貌进行观察分析。
 

  二、实验结果及分析
 

  1.巴氏合金接头力学性能
 

  预压时间为20个周波时,巴氏合金点焊接头的拉剪强度随焊接电流、焊接试件和电极压力的变化规律,皆呈先增大到一个极值尔后减小的变化趋势。在焊接电流为45.5KA、电极压力为8.55KN时,焊接时间在2-6cyc范围内变化,巴氏合金接头的拉剪力在5.7-7.7KN之间变化。当焊接时间为2cyc时,巴氏合金拉剪力为4.24KN,而后随着焊接时间的增加巴氏合金拉剪力也随之增加,直到焊接时间为4cyc时,巴氏合金接头强度达到最大值7.7KN。而当焊接时间继续增加时,巴氏合金接头组织将变粗大,导致巴氏合金拉剪力呈下降趋势。
 

  2.巴氏合金断裂形式及断口形貌
 

  巴氏合金纽扣断裂断口SEM微观形貌。巴氏合金断口表面存在大量细小的韧窝,它们均被切断且根据裂纹扩展的途径可以判断其断裂方式为穿晶断裂、断口呈韧性断裂。同时也可以看到有明显的撕裂棱存在,因为韧窝中还有少量弥散分布咋晶内的共格强化相,点焊接头欠时效,故析出的强化相数量少且小,同时强化效果不足,合金相的弥散析出使得巴氏合金接头中的位错易于产生共面滑移,引起晶界应力集中产生裂纹,并引发脆性的沿晶断裂。
 

  周口市华锡合金科技有限公司采用三相次级整流电阻焊机对巴氏合金进行点焊实验,研究了巴氏合金点焊接头的力学性能。结果表明:在不同点焊工艺参数下,巴氏合金接头拉剪强度均呈先增大达到峰值后又减小的规律变化。巴氏合金断裂模式为纽扣断裂和结合面断裂,纽扣断裂断口为韧性与脆性混合断裂形式。