Análise de microscopia eletrônica de transmissão de interface de contato de crimpagem macho

Com o objetivo de estudar a ligação de metais na interface de contato crimpado macho , este artigo conduziu uma análise de microscopia eletrônica de transmissão da estrutura interna na interface. Esta análise foi realizada em um microscópio eletrônico de transmissão japonês JEM-2010. Os resultados da observação mostram que a interface da junta é composta por cristais finos em forma de tira perpendiculares à direção da carga de extrusão, como mostrado na Figura 3. Os cristais finos de diferentes direções que foram esmagados na interface estão interligados entre si. A análise do diagrama de rede de difração da zona de cristal interligado na interface da junta Al-Cu (Figura 4) mostra que existem cristais de fase Al e fase Cu com diferentes constantes de rede na zona de difração.
Morfologia de ligação de interface de contato de crimpagem
(Al-Al TEM 200 kV ×12 000)
(a) Imagem de microscópio eletrônico de transmissão (b) Imagem de difração de elétrons
(200kV×80000)(200kV60cm)
pino de contato de crimpagem Resultados de transmissão e difração da área de ligação da interface (Al-Cu)
2 Análise e discussão
2.1 A difusão não é um comportamento inevitável da ligação de metais prensados a frio
Embora dois metais possam formar uma ligação soldada sob diversas condições, nem todos os métodos de soldagem apresentam as condições para difusão entre as duas fases do metal de solda. O processo de soldagem por prensagem a quente possui uma determinada temperatura e preservação de calor, que são as condições para a difusão. Portanto, as interfaces de junta de soldagem por flash, soldagem por armazenamento de energia e soldagem por fricção medidas neste artigo apresentam diferentes graus de comportamento de difusão; na soldagem por prensagem a frio, "nem a área de soldagem é aquecida, nem o calor sensível ocorre no processo de formação da ligação soldada", portanto, não há condições para difusão. É inevitável que as interfaces de crimpagem de soquete de contato de vários pares metálicos medidos não apresentem comportamento de difusão atômica. De acordo com a perspectiva da ligação por difusão metálica, "sob diversas condições, dois metais diferentes podem formar uma ligação metálica contínua, mas a difusão é necessária em qualquer caso. Como a difusão só pode ocorrer em solução sólida, a combinação dos dois metais em um só só é possível quando eles apresentam um certo grau de solubilidade sólida". De fato, um grande número de experimentos conduzidos neste artigo demonstra que metais sem solubilidade sólida podem ser soldados. Por exemplo, Al-Cd, que é imiscível na fase sólida, e metais incoerentes Al-Pb e Zn-Pb, que são imiscíveis tanto na fase líquida quanto na sólida, obtiveram soldagem a frio de topo. A difusão atômica não pode ocorrer entre metais imiscíveis. Este artigo realiza vários testes em tais juntas, e os resultados também mostram que, de fato, não há difusão mútua de átomos entre elas durante o processo de soldagem.
Experimentos e análises mostram que o processo de ligação de metais prensados a frio não tem nada a ver com difusão.
2.2 Mecanismo de ligação de metais no processo de soldagem a frio
Durante a soldagem a frio, devido à pressão de forjamento, os metais soldados produzem um fluxo de deformação plástica direcional na interface. Por um lado, a superfície que afeta o contato físico dos metais pode ser eliminada e, por outro lado, os grãos metálicos na interface são continuamente comprimidos e quebrados. À medida que o processo de extrusão continua, os grãos finos quebrados na interface se mordem, de modo que os grãos finos dos metais em ambos os lados ficam em contato próximo. Quando a distância de atração atômica é atingida, os átomos da superfície dos grãos finos formam uma força de ligação, ou seja, a ligação intergranular dos grãos finos. Como a interface foi "comprimida", o mecanismo de ligação intergranular dos grãos finos metálicos que mordem durante a soldagem a frio permite que os metais incompatíveis sem comportamento de difusão produzam boa soldabilidade através da ligação dos contornos de grão.
2.3 Propriedades de soldagem a frio de metais com dureza diferente
No experimento deste artigo, a soldagem a frio de combinações metálicas com durezas diferentes mostra que a soldagem a frio entre Al-Cu, Al-Cd e Al-Zn com a mesma dureza ou pequena diferença de dureza é fácil de alcançar a conexão. Durante o processo de soldagem a frio dessas combinações metálicas, os dois lados da interface são facilmente esmagados para formar ligação intergranular de grãos finos interligados, e o desempenho da soldagem a frio é bom. Para combinações de metais com grandes diferenças de dureza, como Al-Sn, Al-Pb, Zn-Sn e Zn-Pb, os dois lados da interface mostram diferentes formas de deformação durante o processo de soldagem a frio. O metal do lado com alta dureza tem uma pequena deformação na interface e é difícil de esmagar e interligar com os grãos finos do metal do outro lado com grande deformação. Portanto, para soldagem a frio entre metais com grandes diferenças de dureza, medidas de processo correspondentes devem ser tomadas para coordenar a deformação em ambos os lados, de modo que os grãos finos em ambos os lados do metal se deformem e se fragmentem simultaneamente, formando contornos de grãos finos interligados, melhorando assim seu desempenho de soldagem a frio. A soldabilidade da soldagem a frio entre metais com durezas diferentes pode ser razoavelmente explicada pela aplicação do mecanismo de união de soldagem a frio de metais explicado acima.
3 Conclusão
(1) Não há comportamento de difusão mútua entre átomos durante a soldagem a frio de metal.
(2) O mecanismo de ligação dos metais na soldagem a frio é a ligação intergranular formada pelos cristais finos interligados na interface. Os cristais finos interligados aumentam a área de ligação efetiva do metal, conferindo maior resistência à crimpagem do soquete de contato .
(3) Os metais imiscíveis têm propriedades de soldagem a frio.
(4) Metais do mesmo tipo ou metais com pequena diferença de dureza apresentam boas propriedades de soldagem a frio; a soldagem a frio entre metais com grande diferença de dureza deve adotar medidas de processo para melhorar suas propriedades de soldagem a frio.