鋁合金點(diǎn)焊電極端面銅鋁合金化過程物理模擬研究.pdf

1、鋁合金電阻點(diǎn)焊所存在的電極燒損及壽命問題限制了該工藝在汽車、航空航天等領(lǐng)域的應(yīng)用。鋁合金點(diǎn)焊過程中銅合金電極與鋁合金焊件間進(jìn)行的銅鋁合金化反應(yīng)是點(diǎn)焊電極壽命顯著降低的根本原因，鋁合金點(diǎn)焊過程銅鋁合金化反應(yīng)機(jī)制研究是解決這個(gè)問題的基礎(chǔ)。本文在分析鋁合金點(diǎn)焊電極端面銅鋁合金化現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，采用物理模擬的方法研究了銅鋁合金化反應(yīng)機(jī)理，即分析了銅鋁合金化反應(yīng)的產(chǎn)生條件，分析了銅鋁金屬間化合物的形成過程，以及該反應(yīng)與點(diǎn)焊參數(shù)（溫度、壓力和時(shí)間）的

2、關(guān)系，并探索控制銅鋁合金化反應(yīng)的措施。觀測了銅鋁合金化作用在焊點(diǎn)表面、電極端面的宏觀、微觀行為，分析了點(diǎn)焊時(shí)銅鋁合金化傾向及點(diǎn)焊規(guī)范參數(shù)的作用。結(jié)果表明：電極端面發(fā)生了銅鋁合金化反應(yīng)，形成了銅鋁金屬間化合物，銅鋁合金化是電極燒損的主要原因。 本研究采用物理模擬方法，借助于Gleeble-1500熱模擬試驗(yàn)機(jī)，研究了鋁合金電阻點(diǎn)焊時(shí)電極端面銅鋁合金化反應(yīng)的機(jī)理。采用掃描電子顯微鏡（SEM）、能譜分析（EDX）及X射線衍射（XRD）

3、等分析手段，對發(fā)生了銅鋁合金化的試樣端面進(jìn)行組織和成分分析，結(jié)果表明：在不同的溫度、壓力、時(shí)間等條件下，銅鋁合金化程度不同，銅鋁間的合金化反應(yīng)非常復(fù)雜，主要是548℃的共晶反應(yīng)，生成共晶合金（Al+CuAl2），并且通過CuAl2相和銅基體之間的固體擴(kuò)散形成了CugAl4，生成的金屬間化合物質(zhì)脆，硬度高。探討了銅鋁合金化反應(yīng)的機(jī)理：溫度和成分是發(fā)生銅鋁合金化反應(yīng)的必要條件，作用時(shí)間為成分條件的滿足提供了保障；銅鋁金屬間化合物的形成過程分