16Mn钢/6063-T6铝合金异种金属电阻点焊的研究

发布时间：2021-02-23 00:58

　　铝合金具有密度小、比强度高、耐腐蚀性强、加工性能好等优点,被认为是汽车轻量化较理想的材料。尽管全铝车身能够实现减重50%,但由于其制造成本高、生产工艺较为复杂等限制了全铝车身的开发和应用。因此,在钢结构车身的基础上引入铝合金部件,实现钢和铝的有效连接,越来越受到汽车厂商的关注。然而,钢和铝合金的热物理性能差异较大,互溶度很小,而且在结合面处很容易生成脆硬的金属间化合物层,因此钢和铝合金的焊接性很差。目前,关于钢/铝电阻点焊接头的研究相对较少,接头的力学性能还不是很令人满意。因此,本课题的研究具有重要的理论意义和实用价值。本文采用1.5mm厚的6063-T6铝合金板、1.0mm厚的16Mn低合金钢板,研究了16Mn/6063-T6铝合金异种金属点焊接头的组织结构和力学行为。研究结果表明,钢/铝点焊连接是液态铝合金在固态钢表面润湿、铺展及界面扩散反应的过程,属于熔-钎焊连接的范畴;铝合金熔核熔合线附近的组织具有联生结晶的特点;钢/铝界面反应层呈双层结构:邻近钢侧为舌状Fe2Al5;邻近铝合金侧为针状Fe4Al13金属间化合物,且界面中心区域金属间化合物层最厚,越到边缘金属间化合物层越薄。当... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：112 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 钢/铝异种金属的焊接性
    1.3 钢/铝异种金属连接的研究进展
        1.3.1 自冲铆
        1.3.2 搅拌摩擦焊
        1.3.3 摩擦焊
        1.3.4 激光焊
        1.3.5 冷金属过渡焊
        1.3.6 超声波焊
        1.3.7 电阻点焊
    1.4 本文主要研究内容
第二章 试验材料、方法及设备
    2.1 试验材料
    2.2 试验方法及设备
        2.2.1 试验设备
        2.2.2 试验方法
        2.2.3 点焊接头横截面特性
        2.2.4 点焊接头微观组织分析
        2.2.5 点焊接头力学性能测试
第三章 钢/铝异种金属点焊接头的微观组织特点和力学行为
    3.1 钢/铝点焊接头的宏观形貌
    3.2 钢/铝点焊接头的组织结构特点
        3.2.1 铝合金熔核的微观组织特点
        3.2.2 钢/铝界面区微观组织特点
        3.2.3 钢熔核及热影响区的微观组织特点
    3.3 钢/铝点焊接头的主要缺陷
        3.3.1 裂纹
        3.3.2 缩孔和气孔
        3.3.3 焊接喷溅
    3.4 钢/铝点焊接头的硬度分布
    3.5 钢/铝点焊接头的拉剪断裂行为
        3.5.1 界面断裂
        3.5.2 纽扣断裂
    3.6 钢/铝点焊接头的连接机理
        3.6.1 液态铝合金对钢的润湿铺展
        3.6.2 金属间化合物的形成过程
    3.7 本章小结
第四章 F型电极条件下焊接参数对钢/铝点焊接头组织结构及力学性能的影响
    4.1 焊接电流的影响
        4.1.1 焊接电流对接头组织结构的影响
        4.1.2 焊接电流对接头拉剪力的影响
    4.2 焊接时间的影响
        4.2.1 焊接时间对接头组织结构的影响
        4.2.2 焊接时间对接头拉剪力的影响
    4.3 电极压力的影响
        4.3.1 电极压力对接头组织结构的影响
        4.3.2 电极压力对接头拉剪力的影响
    4.4 本章小结
第五章 优化电极条件下焊接参数对钢/铝点焊接头组织结构及力学性能的影响
    5.1 焊接电流的影响
    5.2 焊接时间的影响
    5.3 电极压力的影响
    5.4 本章小结
第六章 合金元素对钢/铝点焊接头组织结构和力学性能的影响
    6.1 Cu的影响
    6.2 Zn的影响
    6.3 Si的影响
    6.4 Ti的影响
    6.5 Ni的影响
    6.6 本章小结
第七章 结论
参考文献
致谢



本文编号：3046789