超声辅助预镀层钛/铝中低温感应钎焊及界面行为研究

发布时间：2021-01-21 23:15

　　铝合金由于具有优异的物理、化学性能,在交通运输、航空航天等行业应用相当普遍,钛合金具备质量轻、比强度大、断裂韧性好、耐热性能高和耐腐蚀等优势,在航空航天、汽车和舰船等领域使用较多。当前阶段为了达到设计轻量化、性能提高和减少制造成本的发展目标,将不同材料组合在一起使用成为一个重要方向,考虑到钛合金与铝合金各自的突出特点,将性能优越的钛合金与低成本、质量更轻的铝合金组合使用具有重要意义。目前关于钛/铝二者焊接主要存在的问题有几点,焊接过程化合物生成种类多,生成数量大,高温焊接过程会对铝母材性能产生影响,焊接成本高且难于实现复杂精密结构的连接。本文提出了大气条件下超声波辅助钛与铝中低温感应钎焊的方法,该方法首先在钛板表面预镀铝层,可避免在钎焊过程中钛板表面发生氧化,同时有利于钎料的润湿铺展,并且可以减少高温对铝母材自身性质的影响,同时该方法适用性好,成本较低,效率较高,满足密封结构、环嵌结构和框架结构等的有效连接。本试验对预镀过程和钎焊过程进行合理调控,获得非界面处断裂的钎焊接头,并对界面反应层的生成机理与生长规律进行了分析。在不使用助镀剂的情况下对钛表面进行焊前预镀,分别研究了不同时间与不... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

不同界面显微组织及元素线扫描图

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文铝叠层结构以抑制金属间化合物的生成，并对焊缝表面的外观、几何形状、显微组织和接头的机械性能进行了研究。上层液态钛塌陷接触由铝蒸汽填充的匙孔，引发焊接飞溅，通过优化工艺参数可以在一定程度上控制焊接飞溅。钛板叠放在铝上可以抑制钛焊缝中的金属间化合物的形成，在焊缝中钛与铝之间发生界面反应，反应层由 TiAl 和 TiAl3组成，同时在钛焊缝中发现 Ti3Al 带状结构，如图 1-2b）所示为焊缝底部 XRD 分析结果。随着功率的增长或焊接速度的降低，焊接飞溅加剧，接头的抗拉强度先增长后降低，这取决于焊缝的几何形状和界面反应层。此外存在两种断裂模式，分别在界面断裂和钛焊缝中断裂。当断在 Ti 焊缝中时，接头具有较高的拉伸性能，高达 184N/mm。a）b）

W.V.Vaidya 等人[17]对 AA6056 铝和 TC4 钛的激光焊接进行了研究，采用在铝合金板材一端加工 U 型槽，在不送焊丝的情况下，分别将改进的设置倒角的钛合金板和未设置倒角的钛合金板插入其中进行试验，研究发现两种方法焊缝宏观成形均比较良好，两种情况在界面上 TiAl3化合物层都很薄，但设置倒角的情况下化合物层更薄一些，厚度由 0.95-2.53μm 变为 0.85-1.81μm，熔合区晶粒尺寸减小，改进的接头硬度和抗拉强度略有提高，改进后的接头由部分晶间断裂变为完全穿晶断裂。1.2.2 电弧焊接研究现状Li Junzhao 等人[18]采用 AlSi5 焊丝对 TA2 纯钛和铝合金 6061-T6 搭接结构进行了冷金属过渡焊接，试验采用了 Ti 板在上的 Ti-Al 结构和 Al 板在上的 Al-Ti 结图 1-3 界面微观组织及硬度[16]a）界面微观组织；b）硬度分析及硬度点分布


本文编号：2992064