鋁合金點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。鋁合金點焊過程中銅合金電極與鋁合金焊件間進行的銅鋁合金化反應(yīng)是點焊電極壽命顯著降低的根本原因，鋁合金點焊過程銅鋁合金化反應(yīng)機制研究是解決這個問題的基礎(chǔ)。本文在分析鋁合金點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)與點焊參數(shù)（溫度、壓力和時間）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表面、電極端面的宏觀、微觀行為，分析了點焊時銅鋁合金化傾向及點焊規(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熱模擬試驗機，研究了鋁合金電阻點焊時電極端面銅鋁合金化反應(yīng)的機理。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行組織和成分分析，結(jié)果表明：在不同的溫度、壓力、時間等條件下，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