铝管挤压电阻焊工艺及接头结构和性能研究

摘要

在制冷产品中,铝取代铜成为制冷产品管路制造的主要材料具有较大的经济效益和社会效益。但铝管路的连接问题一直制约着这一趋势的进行。本文对铝管进行挤压电阻焊接试验,研究了焊接接头的多种性能,为铝管路挤压电阻焊的工业应用提供重要理论支撑。本文研究的主要内容如下:
　　通过焊接工艺设计,利用挤压电阻焊的方式获得外观较好、初步检测力学性能较好的焊接试样,得到较适宜的焊接工艺为:焊前除膜、焊接过程中氩气保护、插接式结构、焊接过程中固定铝管伸出电极1.5mm左右。焊接参数为:电流,7510A;焊接压力,约为1000Pa;通电时间,0.3s。测试了最佳工艺条件下的焊接接头的力学性能,包括抗拉性能和耐爆破性能。经过试验发现焊接试样失效位置都在远离焊接接头的母材处,焊接接头的力学强度较好。
　　通过扫描电镜和金相显微镜观察研究焊接接头的结构及显微组织,并分析焊缝的形成过程。焊接接头由套接管热影响区、焊缝区、插接热影响区、外部翻边区、内部突出区组成。微观组织观察显示焊缝可分为两个区域,熔化焊接区和未熔化焊接区,熔化焊接区域在焊接过程中处于产热集中的地方,出现微熔池,焊后迅速冷却,形成细小等轴晶粒,组织致密无气孔、夹杂等缺陷。未熔化焊接区类似于固相扩散焊,焊缝较直,晶界还未完全消失,焊缝两侧为经变形又发生回复、再结晶过程的一层细小晶粒。此外,还测量了热影响区的范围,对套接铝管的热影响区约为300μm,对插接铝管的热影响区为360μm。
　　通过失重试验和极化曲线研究了接头的耐腐蚀性能,并同母材、Al-Si感应钎焊试样做了对比。浸没腐蚀试验结果表明挤压电阻焊试样与母材腐蚀形式类似,都为点蚀,腐蚀程度也相当。Al-Si感应钎焊试样在同等条件下,腐蚀加重到呈剥落腐蚀,腐蚀失重率也大于前两者。试样极化曲线表明挤压电阻焊试样与母材腐蚀电位相近。Al-Si钎焊试样的腐蚀电位比前两者低。耐蚀性试验结果表明,挤压电阻焊试样耐蚀性与母材相当,较钎焊试样耐蚀性好些。

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0 前言

1 文献综述

1.1 课题研究背景

1.2制冷产品中铝管路连接方式

1.3 铝及铝合金的连接

1.4电阻焊

1.5 铝及铝合金表面氧化膜

1.6 挤压电阻焊简介

1.7 本文研究内容及意义

2 实验过程

2.1实验材料及设备

2.2 焊接过程设计

2.3 焊接质量检测

3 焊接工艺与效果

3.1焊接质量的现场检查

3.2 焊接接头外观

3.3 力学性能

3.4本章小结

4 焊接接头结构

5 铝管挤压电阻焊接头耐腐蚀性能研究

5.1 引言

5.2 失重试验

5.3 电化学测试

5.4 本章小结

6 结论

参考文献

致谢

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