复合材料电阻点焊进展汇报材料.pptx

SiCp/Al复合材料的电阻点焊研究汇报人：李杏瑞 本课题是在牛济泰老师指导下，本人和汤文博老师共同进行的，期间得到汪喜和老师和卢广玺老师的大力帮助。还有参与的学生也做了大量工作。在此表示感谢！汇报内容汇报内容一、选题的意义一、选题的意义一、选题的意义一、选题的意义二、本课题的实验方案及试验内容二、本课题的实验方案及试验内容二、本课题的实验方案及试验内容二、本课题的实验方案及试验内容三、方案一试验结果及分析三、方案一试验结果及分析三、方案一试验结果及分析三、方案一试验结果及分析四、选择方案二的原因及部分实验结果四、选择方案二的原因及部分实验结果四、选择方案二的原因及部分实验结果四、选择方案二的原因及部分实验结果五、下一步的工作计划五、下一步的工作计划五、下一步的工作计划五、下一步的工作计划六、向各位老师请教的问题六、向各位老师请教的问题六、向各位老师请教的问题六、向各位老师请教的问题一、选题的意义一、选题的意义一、选题的意义一、选题的意义1、SiCp/Al复合材料简介2、目前SiCp/Al复合材料的焊接现状3、采用电阻点焊连接SiCP/Al复合材料的原因4、电阻点焊的应用一、选题的意义一、选题的意义一、选题的意义一、选题的意义1、SiCp/Al复合材料简介SiCP/Al复合材料是一种新型的结构材料，且因具有比强度高、比刚度大、抗疲劳性好、尺寸稳定、耐磨、抗震等优良性能，而在航天航空、化工、汽车、造船、电子及军工等部门有较大的应用前景。然而，铝基复合材料的基体与增强相之间物理化学性能差别很大，给其焊接技术带来较大的困难。一、选题的意义一、选题的意义一、选题的意义一、选题的意义2、目前SiCp/Al复合材料的焊接现状国内外学者己采用惰性气体保护焊、摩擦焊、扩散焊、闪光对焊、激光焊、钎焊等方法进行连接，但有关的焊接理论和技术关键还不很完善。一、选题的意义一、选题的意义一、选题的意义一、选题的意义3、采用电阻点焊连接SiCP/Al复合材料的原因电阻点焊由于加热时间短，能抑制增强相与基体间的界面反应，并在压力作用下成型，尤其对大型复杂结构件而言，这种工艺方法更灵活，易于自动化，焊接效率更高。另外对于一种焊接性较差的新材料，应尝试用各种焊接方法对其连接，为更好的实现连接提供实验依据。鉴于此，本文采用电阻点焊的方法对SiCP/Al复合材料进行焊接实验。一、选题的意义一、选题的意义一、选题的意义一、选题的意义一、选题的意义一、选题的意义一、选题的意义一、选题的意义4、电阻点焊的应用、电阻点焊的应用目前，电阻点焊常用于飞机、汽车、铁路车辆和电目前，电阻点焊常用于飞机、汽车、铁路车辆和电器等薄壁构件的联接。单点焊的生产率一般可达每分钟器等薄壁构件的联接。单点焊的生产率一般可达每分钟 100100点。大量生产中往往采用专用的多点焊机。由于是利点。大量生产中往往采用专用的多点焊机。由于是利用电阻热熔化母材金属，为了保证焊透，故只能焊接厚用电阻热熔化母材金属，为了保证焊透，故只能焊接厚度比较小的材料。适合采用点焊的最大厚度：低碳钢一度比较小的材料。适合采用点焊的最大厚度：低碳钢一般为般为3 3毫米。本次试验母材的厚度为毫米。本次试验母材的厚度为1 1毫米左右。毫米左右。二、本课题的实验方案、试验内容二、本课题的实验方案、试验内容二、本课题的实验方案、试验内容二、本课题的实验方案、试验内容1、实验方案（方案一和方案二）2、实验内容（1）试验材料及试样制备 （2）电阻点焊实验（3）焊接接头的力学性能试验及微观分析二、本课题的实验方案、试验内容二、本课题的实验方案、试验内容二、本课题的实验方案、试验内容二、本课题的实验方案、试验内容1、实验方案方案一方案一对SiCP/Al复合材料直接进行电阻点焊实验，即两片试样直接搭接进行点焊连接，优化出最佳的焊接电流、点焊时间、电极压力等工艺参数；并对焊接接头的微观形貌、成型机理、及一些实验现象进行较深入的分析。二、本课题的实验方案、试验内容二、本课题的实验方案、试验内容二、本课题的实验方案、试验内容二、本课题的实验方案、试验内容二、本课题的实验方案及试验内容二、本课题的实验方案及试验内容二、本课题的实验方案及试验内容二、本课题的实验方案及试验内容方案二方案二在方案一的基础上进行改进，在SiCP/Al复合材料和电极之间添加具有大电阻的不锈钢片，（原因在后面详细讲解）优化出此种情况下的最佳的焊接电流、点焊时间、电极压力等工艺参数；并分析电阻点焊过程中的产热及散热原理；并对微观形貌及成型机理进行较深入的分析。二、本课题的实验方案、试验内容二、本课题的实验方案、试验内容二、本课题的实验方案、试验内容二、本课题的实验方案、试验内容二、本课题的实验方案、试验内容二、本课题的实验方案、试验内容二、本课题的实验方案、试验内容二、本课题的实验方案、试验内容2、实验内容（1）试验材料及试样制备采用电磁搅拌法制备了SiCP/LY12复合材料，在经过碾压工艺使材料更致密，增强相SiC颗粒的平均直径为12m，SiC颗粒在LY12基体中的体积分数为1218。基体LY12的成分如下表所示。将材料在线切割机上加工成为60201mm，的试样。如下图所示:二、本课题的实验方案及试验内容二、本课题的实验方案及试验内容二、本课题的实验方案及试验内容二、本课题的实验方案及试验内容二、本课题的实验方案及试验内容二、本课题的实验方案及试验内容二、本课题的实验方案及试验内容二、本课题的实验方案及试验内容（2 2）电阻点焊实验电阻点焊实验电阻点焊实验电阻点焊实验试样待焊表面用砂纸仔细打磨，去除表面氧化膜，试样待焊表面用砂纸仔细打磨，去除表面氧化膜，背面也需做适当处理，再用丙酮清理立即施焊。根据预背面也需做适当处理，再用丙酮清理立即施焊。根据预选的焊接工艺参数，确定好材料的组合后，进行施焊。选的焊接工艺参数，确定好材料的组合后，进行施焊。点焊过程示意图如图点焊过程示意图如图2 2所示：所示：二、本课题的实验方案及试验内容二、本课题的实验方案及试验内容二、本课题的实验方案及试验内容二、本课题的实验方案及试验内容二、本课题的实验方案及试验内容二、本课题的实验方案及试验内容二、本课题的实验方案及试验内容二、本课题的实验方案及试验内容（3）焊接接头的力学性能试验及微观分析焊接接头的力学性能试验及微观分析SiCp/LY12复合材料的电阻点焊接头未作任何热处理，在AG-I250kN电子拉伸试验机上进行对接头常温剪切强度实验，加载速度为1mm/min。取平均值作为最终的试验结果。采用维氏硬度计对整个焊接接头区进行显微硬度分析，用游标卡尺对接头区的凹陷深度进行测量。在PMG3光学显微镜观察接头区的成型及碳化硅颗粒分布情况。在QUANTA200型SEM上对剪切断口进行分析。二、本课题的实验方案及试验内容二、本课题的实验方案及试验内容二、本课题的实验方案及试验内容二、本课题的实验方案及试验内容说说说说 明明明明说明：1、方案一（即不加不锈钢片，两试样直接搭接进行焊即不加不锈钢片，两试样直接搭接进行焊接接）的大部分实验已完成，且对微观成型、焊接机理已分析，以下的试验结果均为方案一的结果。2、方案二只完成了焊接实验部分，后续的工作还未进行。故简单分析。三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析1、电阻点焊的原理2、电阻点焊工艺参数的优化选择3、本实验的最佳工艺参数4、SiCp/Al复合材料的电阻点焊接头显微观察5、结论三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析1、电阻点焊的原理电阻点焊（resistancespotwelding）,简称点焊。是焊件装配成搭接接头，并压紧在两电极之间，在低电压下通以大电流，利用电阻热熔化母材金属，形成焊点的电阻焊方法。在焊接过程中，为了增强母材的导电性，一般需要表面处理，去除表面氧化膜，但不需要开坡口和填充焊丝。三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析通常采用低电压、高电流、短时间集中加热工件接通常采用低电压、高电流、短时间集中加热工件接触面，使之形成一个金属熔核。是一种热触面，使之形成一个金属熔核。是一种热机械联合作机械联合作用过程。一般包括预压阶段（电极下降到电流接通阶段，用过程。一般包括预压阶段（电极下降到电流接通阶段，确保电极压紧工件，使工件间有适当压力）、通电加热确保电极压紧工件，使工件间有适当压力）、通电加热阶段（焊接电流通过工件，产热形成熔核）、冷却结晶阶段（焊接电流通过工件，产热形成熔核）、冷却结晶（切断焊接电流，电极压力继续维持至熔核凝固到足够（切断焊接电流，电极压力继续维持至熔核凝固到足够强度）三个连续阶段。强度）三个连续阶段。三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析众所周知，点焊过程是一个高度非线性、有多变量众所周知，点焊过程是一个高度非线性、有多变量耦合作用和大量随机不确定因素的过程，具有形核过程耦合作用和大量随机不确定因素的过程，具有形核过程时间极短、处于封闭状态无法观测和特征信号提取困难时间极短、处于封闭状态无法观测和特征信号提取困难等自身特点。等自身特点。三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析电阻点焊的焊接规范一般都很窄，因此选择合适的焊接参数就显得非常重要。一般认为在电阻点焊焊接工艺参数中，焊接电流、焊接时间和焊焊接电流、焊接时间和焊接压力接压力对焊点质量的影响较大：焊接电流影响最大，焊接时间次之，焊接压力最小。三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析2、电阻点焊工艺参数的优化选择本次试验采用唐山松下焊机厂生产的本次试验采用唐山松下焊机厂生产的YS500SA2YS500SA2单单相交流固定式点焊机。结合铝及铝合金电阻点焊的工艺相交流固定式点焊机。结合铝及铝合金电阻点焊的工艺参数，综合考虑参数，综合考虑SiCp/LY12SiCp/LY12复合材料的焊接性，预选试复合材料的焊接性，预选试验的焊接预压时间：验的焊接预压时间：2020周，维持时间：周，维持时间：4040周，冷却水流周，冷却水流量：量：3L/min3L/min，三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三个主要电阻点焊工艺参数选择范围：（1）焊接电流（kA）17.5、18.5、17.0（2）焊接时间（周波）65、60、55（每周波0.02秒）（3）焊接压力（N）3000、3500、4000三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三个主要焊接工艺参数对接头性能的影响三个主要焊接工艺参数对接头性能的影响（1 1）焊接电流的影响）焊接电流的影响在焊接过程中，在焊接过程中，电流对产热的影响比电阻和时间电流对产热的影响比电阻和时间两者都大。因此它是一个必须严格控制的参数，其适用两者都大。因此它是一个必须严格控制的参数，其适用范围也很窄。在试验中，只有在电流足够大的情况下，范围也很窄。在试验中，只有在电流足够大的情况下，才会形成一个完整的熔核，而当电流小于才会形成一个完整的熔核，而当电流小于17000A17000A时，将时，将形成不规则的熔核。形成不规则的熔核。主要原因是因为在焊接初期，两焊件存在接触电阻，主要原因是因为在焊接初期，两焊件存在接触电阻，此时产热较大。而在金属开始融化的时候，接触面上慢此时产热较大。而在金属开始融化的时候，接触面上慢慢形成了完全的金属接触，此时接触电阻将消失，从而慢形成了完全的金属接触，此时接触电阻将消失，从而电阻产热将大幅度下降，熔化区将难以进一步扩展，最电阻产热将大幅度下降，熔化区将难以进一步扩展，最终只能形成不完整的熔核。因此，在保证接头不因电流终只能形成不完整的熔核。因此，在保证接头不因电流过大而出现飞溅及表面烧损的情况下，应尽量选择较大过大而出现飞溅及表面烧损的情况下，应尽量选择较大的焊接电流。的焊接电流。三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析（2）焊接时间的影响为了保证熔核尺寸和焊点强度，焊接时间与焊接电流在一定范围内可以相互补充。为获得一定强度的焊点，可以采用大电流和短时间（强条件，又称硬规范），也可采用小电流和长时间（弱条件，也称软规范）。但是由于SiCP/Al复合材料的电阻率相对较小，但为了避免出现接头软化区过大及界面反应，焊接时间应尽量的短。故在该试验中采用采用大电流和短时间。三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析（3）焊接压力的影响焊接压力主要的作用是增强电极间的导电性和避免飞溅，但过大容易使接头变形；过小容易飞溅，在焊完后，电极也不易起来。因此选择焊接压力时，应综合考虑各方面因素。三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析（4 4）工件表面状况的影响）工件表面状况的影响工件表面的氧化物、污垢、油和其他杂质增大了工件表面的氧化物、污垢、油和其他杂质增大了接触电阻。过厚的氧化物层甚至会使电流不能通过。局接触电阻。过厚的氧化物层甚至会使电流不能通过。局部的导通，由于电流密度过大，则会产生飞溅和表面烧部的导通，由于电流密度过大，则会产生飞溅和表面烧损。氧化物层的存在还会影响各个焊点加热的不均匀性，损。氧化物层的存在还会影响各个焊点加热的不均匀性，引起焊接质量波动。因此彻底清理工件表面是保证获得引起焊接质量波动。因此彻底清理工件表面是保证获得优质接头的必要条件。优质接头的必要条件。三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析3、本实验的最佳工艺参数根据试验结果运用正交表进行级差分析计算，通过综合比较即可得出最优工艺参数。焊接电流（焊接电流（A）=17.5kA，焊接时间（焊接时间（B）=60Hz，焊接压力（焊接压力（C）=3500N。此时接头拉剪力可达1442牛顿牛顿。焊接过程无飞溅，焊缝成型较好，表面凹陷度小于20，（资料说明点焊表面凹陷度小于20时认为接头表面质量好）。但熔核直径较小。但熔核直径较小。（相对于方案二而言）。三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析4、SiCp/Al复合材料的电阻点焊接头显微观察复合材料的电阻点焊接头显微观察（1 1）光学显微观察）光学显微观察焊接接头全貌（焊接接头全貌（5050倍）倍）三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析SiCSiC颗粒密集区（颗粒密集区（100100倍）倍）三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析SiC颗粒过渡区（100倍）三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析 熔核中心熔核中心（100）三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析由上图可知：由上图可知：在焊缝结合区，从母材向焊缝、焊缝端向焊缝中在焊缝结合区，从母材向焊缝、焊缝端向焊缝中心易出现增强相心易出现增强相SiC颗粒偏聚现象，而且颗粒分布呈颗粒偏聚现象，而且颗粒分布呈过渡减少的特点，颗粒形状与母材颗粒形状均为多棱过渡减少的特点，颗粒形状与母材颗粒形状均为多棱角多边形形状，由于该区域高温时间很短，没有发生角多边形形状，由于该区域高温时间很短，没有发生界面反应，因此，增强相碳化硅与铝基体间界面平直，界面反应，因此，增强相碳化硅与铝基体间界面平直，没有针状析出物生成。没有针状析出物生成。三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析 焊缝向母材的偏聚是由于碳化硅增强相的熔点高，焊缝向母材的偏聚是由于碳化硅增强相的熔点高，该物质的存在使熔池粘度大大增加，焊接熔池中热量及该物质的存在使熔池粘度大大增加，焊接熔池中热量及物质传输受到严重影响。另外，熔池中可能有反应产物物质传输受到严重影响。另外，熔池中可能有反应产物存在，也会进一步降低熔池的流动性。在加上压力的作存在，也会进一步降低熔池的流动性。在加上压力的作用，使得基体组织流动加快，最终导致熔池金属不能均用，使得基体组织流动加快，最终导致熔池金属不能均匀混合而形成偏聚现象。匀混合而形成偏聚现象。三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析（2）接头区的飞溅飞溅形貌三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析飞溅产生原因：飞溅产生原因：焊接飞溅是在点焊加热时，金属在焊接处熔化形成液体，焊接飞溅是在点焊加热时，金属在焊接处熔化形成液体，同时被焊处金属膨胀，膨胀力将电极向上、下推移，使焊接区同时被焊处金属膨胀，膨胀力将电极向上、下推移，使焊接区上的外加压力降低，焊接区域不能及时扩大，加热速度急剧提上的外加压力降低，焊接区域不能及时扩大，加热速度急剧提高，液化的金属和塑性变形的金属，受温度的影响不能向四周高，液化的金属和塑性变形的金属，受温度的影响不能向四周流布，形成塑性环将熔化区的周边封闭，使溶化区的气压不断流布，形成塑性环将熔化区的周边封闭，使溶化区的气压不断升高。而塑性环的壁厚不可能是均匀的，当气压的挤压力超过升高。而塑性环的壁厚不可能是均匀的，当气压的挤压力超过塑性环最薄壁处的抵挡能力时，就会从此处产生金属液体的喷塑性环最薄壁处的抵挡能力时，就会从此处产生金属液体的喷射，形成金属珠飞出，这种现象就称之为焊接飞溅。射，形成金属珠飞出，这种现象就称之为焊接飞溅。三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析飞溅将从熔化区带走大量的金属，使熔化处形成凹坑，这种凹坑的形成将使接触处出现空洞，如果空洞产生在焊接初期，由于焊接时的加压和加热还可能消除。如果是中期和后期产生的空洞，则因焊接接近结束，空洞内的气体压力增大，外加压力不足，电极对中性又差时，很可能不能消除。这样，焊点的机械强度和导电性能将明显降低，而达不到产品要求。因此，焊点在焊接时产生了飞溅，一般视为不合格产品。三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析产生飞溅的原因主要有两个：产生飞溅的原因主要有两个：一、电流过大。如果焊接处工件的两接触面不平，一、电流过大。如果焊接处工件的两接触面不平，表面有漆（微量）有锈、电极对中心不好，或工作面不表面有漆（微量）有锈、电极对中心不好，或工作面不能与工件的焊接处的平面吻合等，将使焊接处两接触面能与工件的焊接处的平面吻合等，将使焊接处两接触面上的触点减少而使电流密度增大，通电焊接的一瞬，将上的触点减少而使电流密度增大，通电焊接的一瞬，将会产生焊接初期的金属飞溅。会产生焊接初期的金属飞溅。二是焊接压力过小。在压力的作用下，焊件接触区二是焊接压力过小。在压力的作用下，焊件接触区域存在应力较高的环状区域（即塑性环），当焊接压力域存在应力较高的环状区域（即塑性环），当焊接压力过小，塑性环不能抑制熔化金属的快速膨胀，也将会产过小，塑性环不能抑制熔化金属的快速膨胀，也将会产生飞溅现象。因此，从本质上说，飞溅的产生及程度取生飞溅现象。因此，从本质上说，飞溅的产生及程度取决于电流密度、塑性环区域的应力，电流密度越小、塑决于电流密度、塑性环区域的应力，电流密度越小、塑性环应力越高，飞溅的倾向与程度越低。性环应力越高，飞溅的倾向与程度越低。三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析合适的焊接电流及压力可有效抑制飞溅，另外还可采取以下措施来防止：在焊接前应该严格控制焊接平面的平行度和尺寸公差，在焊接前应该严格控制焊接平面的平行度和尺寸公差，清除表面的污物，使表面的状态符合焊接要求。还应清除清除表面的污物，使表面的状态符合焊接要求。还应清除机臂活动处的污物，保证其活动灵敏。机臂活动处的污物，保证其活动灵敏。焊接电源应配制稳压电源或单独接电源，防止外界影响，焊接电源应配制稳压电源或单独接电源，防止外界影响，形成电压波动。形成电压波动。焊机应在焊接前通流动水冷却，从焊机中流出的水温焊机应在焊接前通流动水冷却，从焊机中流出的水温不得超过不得超过4040。机臂温升不得超过。机臂温升不得超过7070，方可避免电器，方可避免电器元件失控和机臂活动处的灵活性，保证焊机具备良好的元件失控和机臂活动处的灵活性，保证焊机具备良好的随动性。随动性。焊接电极采用圆锥弧面（工作面）电极，在电极对中焊接电极采用圆锥弧面（工作面）电极，在电极对中性良好时，由于金属塑性变形和加热后金属液流的流布性良好时，由于金属塑性变形和加热后金属液流的流布作用以及焊接处外围温度的影响，可以增强塑性环对焊作用以及焊接处外围温度的影响，可以增强塑性环对焊接处的膨胀抗力。接处的膨胀抗力。三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析(3)焊接接头拉伸断口SEM观察三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析断口形貌分析：SEM断口形貌可以看出，其断口大部分呈韧性断裂，韧窝数量比较明显，在局部也可见少量脆性断裂特征，接头具有较高的强度。三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析（4）拉伸凸台形貌及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析凸台形貌分析：凸台形貌分析：最常用的检验试样的方法是撕开法，优质焊点的标志最常用的检验试样的方法是撕开法，优质焊点的标志最常用的检验试样的方法是撕开法，优质焊点的标志最常用的检验试样的方法是撕开法，优质焊点的标志是：在撕开试样的一片上有圆孔，另一片上有圆凸台。如是：在撕开试样的一片上有圆孔，另一片上有圆凸台。如是：在撕开试样的一片上有圆孔，另一片上有圆凸台。如是：在撕开试样的一片上有圆孔，另一片上有圆凸台。如果撕开检查时，熔核形状不规则，凸台和孔不呈圆形，会果撕开检查时，熔核形状不规则，凸台和孔不呈圆形，会果撕开检查时，熔核形状不规则，凸台和孔不呈圆形，会果撕开检查时，熔核形状不规则，凸台和孔不呈圆形，会使焊点强度降低使焊点强度降低使焊点强度降低使焊点强度降低。本次试验拉伸撕开的凸台如上图所示，。本次试验拉伸撕开的凸台如上图所示，熔核形状规则，凸台基本上呈圆形，说明焊点成型良好。熔核形状规则，凸台基本上呈圆形，说明焊点成型良好。从上图可以看出，该区域呈层状撕裂，韧性较差，主要因从上图可以看出，该区域呈层状撕裂，韧性较差，主要因为为SiCSiC颗粒在该区域出现了偏聚现象，降低了韧性。颗粒在该区域出现了偏聚现象，降低了韧性。三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析5、结论（1 1）采用电阻点焊对）采用电阻点焊对SiCp/LY12SiCp/LY12复合材料进行焊接，复合材料进行焊接，试验结果说明，复合材料的电阻点焊是可行的；试验结果说明，复合材料的电阻点焊是可行的；（2 2）焊接时工艺参数控制得比较好，接头增强相和基）焊接时工艺参数控制得比较好，接头增强相和基体之间没有发现界面反应现象；体之间没有发现界面反应现象；(3)(3)接头熔核出现了接头熔核出现了SiCSiC颗粒的偏聚现象。原因是复合材颗粒的偏聚现象。原因是复合材料中的料中的SiCSiC颗粒及熔池中化学反应降低熔池的流动性，颗粒及熔池中化学反应降低熔池的流动性，严重影响焊接过程中物质传输，导致严重影响焊接过程中物质传输，导致SiCSiC颗粒与铝液混颗粒与铝液混合不均而产生偏聚。另外，飞溅现象也可能会加剧偏聚合不均而产生偏聚。另外，飞溅现象也可能会加剧偏聚程度；程度；三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析三、方案一实验结果及分析(4)(4)点焊接头是热点焊接头是热力作用下的原子间结合，在合适的工力作用下的原子间结合，在合适的工艺参数下，没有出现气孔、裂纹及疏松等缺陷；艺参数下，没有出现气孔、裂纹及疏松等缺陷；(5)(5)焊接过程中出现了不同程度的飞溅现象，主要是焊接焊接过程中出现了不同程度的飞溅现象，主要是焊接电流过大或压力过小引起的。飞溅将从熔化区带走大量电流过大或压力过小引起的。飞溅将从熔化区带走大量的金属，影响熔核化学成分，应尽量避免的金属，影响熔核化学成分，应尽量避免。方案一实验结果不完美之处方案一实验结果不完美之处1、在最佳工艺参数下所得的点焊熔核直径（6mm左右）较小，故点焊接头拉剪力没达到极限。2、从接头区的微观观察知，焊后接头区存在着增强相SiC分布不均匀现象，这也被认为是SiCp/Al焊接的一种缺陷。四、选择方案二的原因四、选择方案二的原因四、选择方案二的原因四、选择方案二的原因选择方案二的原因四、选择方案二的原因四、选择方案二的原因四、选择方案二的原因四、选择方案二的原因（1 1）降低增强相颗粒在接头区的不均匀现象）降低增强相颗粒在接头区的不均匀现象在方案一的接头微观观察中发现，焊接区存在较严在方案一的接头微观观察中发现，焊接区存在较严重的重的SiCSiC颗粒分布不均匀现象，对于复合材料的焊接，焊颗粒分布不均匀现象，对于复合材料的焊接，焊缝区增强相分布不均匀将影响接头的性能。方案二，在两缝区增强相分布不均匀将影响接头的性能。方案二，在两侧的电极和工件间加入不锈钢薄片，可分摊电极压力，降侧的电极和工件间加入不锈钢薄片，可分摊电极压力，降低颗粒分布不均匀程度。低颗粒分布不均匀程度。（微观观察已发现确实有效）（微观观察已发现确实有效）（微观观察已发现确实有效）（微观观察已发现确实有效）。四、选择方案二的原因四、选择方案二的原因四、选择方案二的原因四、选择方案二的原因（2 2）提高接头强度）提高接头强度在本实验室条件下，方案一，当焊接电流调整到最在本实验室条件下，方案一，当焊接电流调整到最大状态时，才形成比较好的焊点，但熔核直径较小，故大状态时，才形成比较好的焊点，但熔核直径较小，故影响接头强度。方案二改进后，使接头区产热增多，熔影响接头强度。方案二改进后，使接头区产热增多，熔核直径增大，同样母材情况下，接头强度可提高到核直径增大，同样母材情况下，接头强度可提高到19001900牛顿左右。牛顿左右。四、选择方案二的原因四、选择方案二的原因四、选择方案二的原因四、选择方案二的原因（3）改善接头的表面状态，降低凹陷度五、下一步工作计划五、下一步工作计划1 1、优化出方案二的最佳工艺参数，获得较高的接头性、优化出方案二的最佳工艺参数，获得较高的接头性能，并分析其原因。能，并分析其原因。2 2、用不同厚度的不锈钢对其进行点焊实验，找到最佳、用不同厚度的不锈钢对其进行点焊实验，找到最佳的不锈钢厚度，因为不锈钢厚度太厚，产热过多，易的不锈钢厚度，因为不锈钢厚度太厚，产热过多，易造成熔核过烧；不锈钢太薄就失去意义。造成熔核过烧；不锈钢太薄就失去意义。3 3、对微观成型进行较深入的分析，尤其是不同断口形貌、对微观成型进行较深入的分析，尤其是不同断口形貌产生原因及对接头性能的影响较有新意。产生原因及对接头性能的影响较有新意。4 4、尝试对电阻点焊的产热和散热进行理论上的分析。、尝试对电阻点焊的产热和散热进行理论上的分析。5 5、对、对SiCp/AlSiCp/Al复合材料电阻点焊机理进行分析。复合材料电阻点焊机理进行分析。五、下一步工作计划五、下一步工作计划六、请教的问题六、请教的问题1、SiCp/Al复合材料的电阻点焊连接相对于其它焊接方法而言较容易，无气孔、裂纹、界面反应、填充材料等。针对此课题如何在“深”上挖掘一下？2、在SiCp/Al复合材料的电阻点焊中，大部分分析的是SiC颗粒对接头的影响，铝基体在经历焊接热循环过程中会有什么样的变化，其变化对接头性能有什么样的影响，如何分析？六、请教的问题六、请教的问题3、采用方案二焊完后，接头区SiC颗粒的分布比较均匀，如何辨别出熔合区与母材区的分界线，腐蚀铝基体焊接接头的腐蚀剂有哪些？六、请教的问题六、请教的问题谢谢指导！