铝/钢激光熔–钎焊的界面断裂行为及IMC层调控方法研究
发布时间：2021-03-22 07:42
本文采用汽车用DP590双相钢与6061-T6铝合金为母材,以AlSi12焊丝作为填充材料,利用激光熔-钎焊技术成功地实现了 2mm厚的铝/钢异种材料对接接头的连接。研究了铝/钢激光熔-钎焊的工艺特性,获得了工艺参数对焊缝成形、拉伸性能的影响规律,分析了 Al/Fe界面的断裂行为以及非均质分布的金属间化合物对接头性能的影响规律,确定了具有最高结合强度的IMC物相和厚度;通过对不同结构IMC生长规律与热场特征的分析,提出了双焦点激光的调控方法,实现了界面热场和IMC的双调控,获得了高强度的铝/钢接头。对于铝/钢异种材料激光熔-钎焊来说,熔化焊丝在钢侧的润湿铺展性能与焊缝成形对接头拉伸强度有重要影响。试验结果表明,钢侧开V型坡口、保留1.0mm焊接间隙及激光偏铝侧0.3mm有利于正反面均获得光滑、平整的焊缝成形,接头强度最高可达142MPa。此外,在同样焊缝形貌条件下,不同的热输入方式下得到的接头拉伸性能出现了较大差异,表明不同热输入引起的界面IMC结构变化对焊缝性能也产生较大影响。界面微观组织观察结果表明,沿界面厚度方向IMC的物相与厚度均呈现出显著的非均匀特性,钎焊界面上、中和下部的I...
【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】：139 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
–1奔驰SLC汽车框架金属构成
在汽车的制造中以钢为主体引入一定量的铝合金，既能保证汽车的安全性又能降低汽车整车制造的总重量，可达到安全性和节能性的双重目的。铝合金在奔驰SLC车体框架上的运用如图1–1所示，总重量为180kg的奔驰SLC整体框架，铝合金的运用量为96kg，达到了整车框架质量的53%。而对于汽车的整车用钢，一般用的是马氏体和铁素体组成的双相高强钢，占整个汽车用钢总量的70%以上。因此，实现铝合金和双相钢的可靠连接对汽车轻量化有至关重要的影响，传统的铆接的方式虽然能够保证连接质量
图 1–3 TIG/MIG 双面弧焊铝/钢异种材料[39]/MIG arc double–sided welding of Al/steel dissim of double–sided TIG/MIG welding, (b) Morpho梁[40]等人研究了钎剂成份对脉冲弧焊熔头成形和性能影响。他们研发出了新
【参考文献】：
期刊论文
[1]电弧辅助铝/镀锌钢涂粉激光熔钎焊界面特性与性能[J]. 李春玲,樊丁,王斌,黄健康. 机械工程学报. 2015(18)
[2]DP590钢两道次焊接温度场数值模拟与试验验证[J]. 邢淑清,郝飞,闫波,麻永林. 焊接学报. 2012(12)
[3]辐照损伤合金化制备Mo/Ag层状复合材料[J]. 黄远,孔德月,何芳,王玉林,刘文西. 金属学报. 2012(10)
[4]镍箔中间层对不锈钢/铝合金激光深熔焊的影响[J]. 陈树海,黄继华,杨冬冬,马柯,张华. 焊接学报. 2012(08)
[5]5A02/0Cr18Ni9异种金属电子束焊接接头组织与性能[J]. 张秉刚,张春光,陈国庆,刘伟,刘成来. 焊接学报. 2010(05)
[6]Si diffusion behavior during laser welding-brazing of Al alloy and Ti alloy with Al-12Si filler wire[J]. 陈树海,李俐群,陈彦宾,刘德健. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2010(01)
[7]基于激光——MIG复合热源的5A02铝合金/镀锌钢熔——钎焊[J]. 雷振,秦国梁,林尚扬,王旭友. 机械工程学报. 2009(03)
[8]形变孪晶的消失与退火孪晶的形成机制[J]. 杨钢,孙利军,张丽娜,王立民,王昌. 钢铁研究学报. 2009(02)
[9]5A02/Q235钢Nd∶YAG激光——脉冲MIG复合热源熔——钎连接[J]. 雷振,于宁,游爱清,林尚扬. 焊接学报. 2008(06)
[10]Al-Si-Cu-Ni低熔点钎料中合金元素对其性能的影响[J]. 于文花,朱颖,康慧,曲平,胡刚. 焊接. 2002(11)
博士论文
[1]铝钢异种材料激光焊接工艺与机理研究[D]. 杨瑾.南昌大学 2015
[2]镁/钢激光熔钎焊接特性及界面合金调控技术研究[D]. 檀财旺.哈尔滨工业大学 2014
[3]铝合金/不锈钢预涂层TIG熔—钎焊特性与界面行为研究[D]. 宋建岭.哈尔滨工业大学 2010
[4]Ti/Al异种合金激光熔钎焊工艺与连接机理[D]. 陈树海.哈尔滨工业大学 2009
[5]铝/镀锌钢板CMT熔—钎焊机理研究[D]. 张洪涛.哈尔滨工业大学 2008
硕士论文
[1]基于界面调控的铝/钢异种金属激光填丝熔钎焊工艺及机理研究[D]. 孟圣昊.哈尔滨工业大学 2017
本文编号：3093900
【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】：139 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
–1奔驰SLC汽车框架金属构成
在汽车的制造中以钢为主体引入一定量的铝合金，既能保证汽车的安全性又能降低汽车整车制造的总重量，可达到安全性和节能性的双重目的。铝合金在奔驰SLC车体框架上的运用如图1–1所示，总重量为180kg的奔驰SLC整体框架，铝合金的运用量为96kg，达到了整车框架质量的53%。而对于汽车的整车用钢，一般用的是马氏体和铁素体组成的双相高强钢，占整个汽车用钢总量的70%以上。因此，实现铝合金和双相钢的可靠连接对汽车轻量化有至关重要的影响，传统的铆接的方式虽然能够保证连接质量
图 1–3 TIG/MIG 双面弧焊铝/钢异种材料[39]/MIG arc double–sided welding of Al/steel dissim of double–sided TIG/MIG welding, (b) Morpho梁[40]等人研究了钎剂成份对脉冲弧焊熔头成形和性能影响。他们研发出了新
【参考文献】：
期刊论文
[1]电弧辅助铝/镀锌钢涂粉激光熔钎焊界面特性与性能[J]. 李春玲,樊丁,王斌,黄健康. 机械工程学报. 2015(18)
[2]DP590钢两道次焊接温度场数值模拟与试验验证[J]. 邢淑清,郝飞,闫波,麻永林. 焊接学报. 2012(12)
[3]辐照损伤合金化制备Mo/Ag层状复合材料[J]. 黄远,孔德月,何芳,王玉林,刘文西. 金属学报. 2012(10)
[4]镍箔中间层对不锈钢/铝合金激光深熔焊的影响[J]. 陈树海,黄继华,杨冬冬,马柯,张华. 焊接学报. 2012(08)
[5]5A02/0Cr18Ni9异种金属电子束焊接接头组织与性能[J]. 张秉刚,张春光,陈国庆,刘伟,刘成来. 焊接学报. 2010(05)
[6]Si diffusion behavior during laser welding-brazing of Al alloy and Ti alloy with Al-12Si filler wire[J]. 陈树海,李俐群,陈彦宾,刘德健. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2010(01)
[7]基于激光——MIG复合热源的5A02铝合金/镀锌钢熔——钎焊[J]. 雷振,秦国梁,林尚扬,王旭友. 机械工程学报. 2009(03)
[8]形变孪晶的消失与退火孪晶的形成机制[J]. 杨钢,孙利军,张丽娜,王立民,王昌. 钢铁研究学报. 2009(02)
[9]5A02/Q235钢Nd∶YAG激光——脉冲MIG复合热源熔——钎连接[J]. 雷振,于宁,游爱清,林尚扬. 焊接学报. 2008(06)
[10]Al-Si-Cu-Ni低熔点钎料中合金元素对其性能的影响[J]. 于文花,朱颖,康慧,曲平,胡刚. 焊接. 2002(11)
博士论文
[1]铝钢异种材料激光焊接工艺与机理研究[D]. 杨瑾.南昌大学 2015
[2]镁/钢激光熔钎焊接特性及界面合金调控技术研究[D]. 檀财旺.哈尔滨工业大学 2014
[3]铝合金/不锈钢预涂层TIG熔—钎焊特性与界面行为研究[D]. 宋建岭.哈尔滨工业大学 2010
[4]Ti/Al异种合金激光熔钎焊工艺与连接机理[D]. 陈树海.哈尔滨工业大学 2009
[5]铝/镀锌钢板CMT熔—钎焊机理研究[D]. 张洪涛.哈尔滨工业大学 2008
硕士论文
[1]基于界面调控的铝/钢异种金属激光填丝熔钎焊工艺及机理研究[D]. 孟圣昊.哈尔滨工业大学 2017
本文编号：3093900
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