超声作用下的Al/Ti异种材料搅拌摩擦搭接焊工艺研究

发布时间：2023-04-11 22:27

　　由于航空工业中高性能、低重量和低成本的设计要求,Al/Ti复合结构的应用越来越广泛。因此,Al/Ti异种材料的连接问题备受关注。搅拌摩擦搭接焊(Friction stir lap welding,FSLW)是一种新型固相连接技术,可应用于Al/Ti异种接头的焊接。本文进行了超声作用下的Al/Ti异种FSLW研究,重点分析了超声的施加对接头成形性与力学性能的影响。首先,进行常规工艺下的Al/Ti异种FSLW研究。为了减少热输入量,采用较小的下板扎入量进行试验。研究发现,随着转速的降低,接头内部缺陷随之减小;当工艺参数为转速300rpm、焊速30mm/min时,获得了无缺陷接头。在较低转速下的接头中,搭接界面的连接机理为扩散连接;界面扩散层靠近铝侧区域的金属间化合物主要为TiAl₃。随后,采用钛合金下表面作为超声施加位置,进行超声作用下的Al/Ti异种FSLW研究。结果表明,超声的施加可以避免焊缝表面飞边缺陷的产生;减小接头内部的缺陷。而且,超声增加了接头界面扩散层的厚度,从而提高了其界面结合强度。最后,对不同工艺下接头的力学性能进行测试。当工艺参数为转速500rpm...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 AL/TI异种搭接焊的研究现状
        1.2.1 钎焊
        1.2.2 熔钎焊
        1.2.3 传统固相焊
        1.2.4 搅拌摩擦焊
    1.3 超声作用下的搅拌摩擦焊
    1.4 本文主要研究思路
第2章 实验条件及研究过程
    2.1 实验材料
    2.2 实验设备
        2.2.1 搅拌摩擦焊机
        2.2.2 超声辅助设备
        2.2.3 搅拌头
        2.2.4 金相分析设备
        2.2.5 力学性能试验设备
    2.3 研究过程
第3章 常规AL/TI异种FSLW的工艺研究
    3.1 试验方案
        3.1.1 前期尝试性试验
        3.1.2 试验方案改进
    3.2 不同转速下的AL/TI异种FSLW
        3.2.1 宏观形貌
        3.2.2 微观结构
        3.2.3 界面组织成分
    3.3 不同焊速下的AL/TI异种FSLW
        3.3.1 宏观形貌
        3.3.2 微观结构
        3.3.3 界面组织成分
    3.4 本章小结
第4章 超声对接头成形及组织形貌的影响
    4.1 关于超声施加位置的研究
    4.2 超声对接头表面成形的影响
    4.3 不同转速下的超声AL/TI异种FSLW
        4.3.1 宏观形貌
        4.3.2 微观结构
        4.3.3 界面组织成分
    4.4 不同焊速下的超声AL/TI异种FSLW
        4.4.1 宏观形貌
        4.4.2 微观结构
        4.4.3 界面组织成分
    4.5 本章小结
第5章 超声对接头力学性能的影响
    5.1 超声对拉剪性能的影响
    5.2 超声对接头断裂行为的影响
    5.3 超声对接头显微硬度的影响
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文



本文编号：3789869