船用铝/钢异种金属弧焊工艺研究

发布时间：2024-04-27 04:53

　　船舶制造行业对轻量化的要求日益增加,铝合金因其密度小、比强度大和抗腐蚀性强等优点,被用来代替原本钢制结构的船舶上层建筑,这种铝/钢复合结构可以减轻船体的重量并提高船舶的航行速度。但是使用传统铝/钢爆炸焊接头作为过渡接头的铝/钢复合结构在焊接制造以及服役过程中,容易出现过渡接头开裂等安全隐患。因此对现有的铝/钢复合焊接技术的深入研究至关重要,同时研发新型的铝/钢焊接技术也迫在眉睫。本文采用传统的添加铝/钢过渡接头的复合焊接工艺,研究焊接热输入对过渡接头铝/钢界面温度、微观组织和形貌以及力学性能的影响。同时采用Zn-22Al药芯焊丝进行5083铝合金/E36钢的钨极氩弧熔钎焊工艺研究。探讨了焊接电流和预热温度对接头宏观形貌、界面金属间化合物层变化和力学性能的影响,研究高强高效铝/钢异种金属熔钎焊技术的可行性。铝/钢复合焊接研究表明,使铝/钢界面达到同一温度所需要的焊接热输入,铝侧远小于钢侧。改变焊接热输入对接头的宏观形貌和微观组织影响不大。1050铝合金/CCSD钢界面微观形貌由三部分组成,分别为纯固相结合区、Fe-Al金属间化合物层以及由铝合金和Fe-Al金属间化合物共同组成的漩涡状结构...

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.2铝/钢接头的连接强度随超声时间的变化示意图[23]

El-Sayed等人[23]采用超声钎焊的方法进行了碳钢与铝合金的焊接实验,研究超声时间对铝/钢接头结构和性能的影响,实验中钎焊温度为663K,钎料选用Zn-Al合金。研究发现在铝/钢界面生成了不同的反应层,其中包括Fe-Al金属间化合物以及Fe-Zn和Al-Zn的固溶体。随着超....

图1.3通过球形压痕确定的钎焊区域和母材的真实应力应变图[24]

图1.2铝/钢接头的连接强度随超声时间的变化示意图[23]Liu等人[25]对1060铝合金/18-8不锈钢真空钎焊接头的微观组织和硬度进行了研究,钎焊实验所用钎料为Al-Si合金,钎焊温度为630℃,保温时间为10min。研究发现,钎焊界面成形良好,并未出现气孔和裂纹等缺陷,....

图1.4靠近铝侧的钎焊界面的X射线衍射图[25]

Liu等人[25]对1060铝合金/18-8不锈钢真空钎焊接头的微观组织和硬度进行了研究,钎焊实验所用钎料为Al-Si合金,钎焊温度为630℃,保温时间为10min。研究发现,钎焊界面成形良好,并未出现气孔和裂纹等缺陷,钎缝金属主要由δ(Al,Fe,Si),α-Al(Si)和A....

图1.5铝/钢界面[36]

Tricarico等人[36]研究了在不同加热温度和不同保温时间的热处理下,铝/钢爆炸焊接头力学性能的变化。爆炸焊接头铝/钢界面如图1.5所示,IMC层呈现波浪状,通过对铝/钢界面金属间化合物的长度和厚度以及接头剪切强度的测试分析结果表明,IMC层长度的变化主要受到热处理温度的影....

本文编号：3965382