Ti/Al异种金属电阻点焊工艺及接头形成机理研究

发布时间：2021-04-20 10:32

　　本文以2mm厚TC4钛合金和2A12铝合金为研究对象,采用了不同的焊接规范对Ti/Al异种金属进行了电阻点焊工艺试验。在硬规范的基础上对点焊接头进行了随机热处理,结合理论计算揭示接头的形成机理;测试了Ti/Al异种金属的最大拉剪力和硬度分布;采用光学显微镜（OM）观察了接头的微观组织;采用扫描电镜（SEM）和能谱仪（EDS）对接头和断口的微观形貌、元素分布进行了分析;采用X射线衍射仪（XRD）测定了接头中生成新相的种类。研究结果表明:电阻点焊能够实现2mm厚TC4钛合金和2A12铝合金的较好连接,接头为熔化的铝合金在界面处固态钛合金表面润湿铺展形成的熔-钎焊接头。Ti/Al界面反应层的厚度与接头的拉剪力具有一定的相关性,在试验范围内,焊点中心反应层厚度不大于2μm,接头拉剪力随着反应层厚度的增加而增加。硬规范条件下的无宏观缺陷点焊接头的拉剪力为6.59kN。软规范条件下的无宏观缺陷点焊接头的拉剪力为3.32kN。从接头拉剪力的角度来说,硬规范参数更适合Ti/Al异种金属电阻点焊。焊接参数对Ti/Al焊点的表面质量影响不大,硬规范条件下的焊点表面质量略优于软规范条件下的焊点表面质量。接头... 

【文章来源】：南昌航空大学江西省

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题依据、目的及意义
    1.2 Ti/Al异种合金之间焊接的研究现状
        1.2.1 Ti/Al扩散焊
        1.2.2 Ti/Al钎焊
        1.2.3 Ti/Al熔-钎焊
        1.2.4 Ti/Al搅拌摩擦焊
        1.2.5 Ti/Al超声波焊和爆炸焊
        1.2.6 Ti/Al电阻点焊
    1.3 异种金属电阻点焊的研究
    1.4 Ti/Al界面反应
    1.5 Ti/Al异种金属之间的焊接性
    1.6 本课题研究的主要内容
第2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 力学性能测试
        2.2.4 微观组织形貌分析
第3章 工艺参数对Ti/Al电阻点焊接头组织性能的影响
    3.1 软规范下工艺参数对Ti/Al点焊接头力学性能的影响
        3.1.1 焊接电流对Ti/Al点焊接头形貌及拉剪力的影响
        3.1.2 焊接时间对Ti/Al点焊接头形貌及拉剪力的影响
        3.1.3 电极压力对Ti/Al点焊接头形貌及拉剪力的影响
    3.2 硬规范下工艺参数对Ti/Al点焊接头形貌及拉剪力的影响
        3.2.1 焊接电流对Ti/Al点焊接头形貌及拉剪力的影响
        3.2.2 焊接时间对Ti/Al点焊接头形貌及拉剪力的影响
    3.3 不同规范下Ti/Al电阻点焊接头断裂特征研究
    3.4 不同规范下Ti/Al电阻点焊接头连接特征研究
        3.4.1 Ti/Al电阻点焊接头的宏观形貌
        3.4.2 Ti/Al电阻点焊接头的微观组织
        3.4.3 Ti/Al电阻点焊接头的界面特征
    3.5 本章小结
第4章 Ti/Al异种金属电阻点焊接头随机热处理研究
    4.1 随机热处理对Ti/Al点焊接头宏、微观组织的影响
        4.1.1 随机热处理对Ti/Al点焊接头宏观形貌的影响
        4.1.2 随机热处理对Ti/Al点焊接头微观组织的影响
    4.2 随机热处理对Ti/Al点焊接头力学性能的影响
        4.2.1 随机热处理对Ti/Al点焊接头拉剪力的影响
        4.2.2 随机热处理对Ti/Al点焊接头硬度分布的影响
    4.3 本章小结
第5章 Ti/Al电阻点焊接头的形成机理研究
    5.1 Ti/Al电阻点焊接头形成过程分析
    5.2 Ti/Al电阻点焊接头界面冶金反应分析
    5.3 Ti/Al电阻点焊接头界面反应层生长过程
    5.4 本章小结
第6章 结论
参考文献
攻读硕士学位期间的成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车车身6061铝合金电阻点焊工艺优化[J]. 王卫生,李镇康,甘贵生,丁星宇.  精密成形工程. 2015(06)
[2]2A14铝合金光纤激光填丝焊热裂纹敏感性研究[J]. 王伟,黄坚,赵耀邦,胡佩佩.  焊接. 2015(04)
[3]焊丝对2A12铝合金焊接接头组织和力学性能的影响[J]. 韩丽娟,李小欣,李继承.  机械工程材料. 2015(03)
[4]钛/铝异种轻金属熔焊缺陷及解决工艺[J]. 魏守征,李亚江.  焊接技术. 2014(04)
[5]铝/钛异种金属焊接技术研究进展[J]. 陈玉华.  航空制造技术. 2012(21)
[6]铝/钛异种金属的电子束熔钎焊[J]. 王亚荣,滕文华,余洋,樊亚丽.  机械工程学报. 2012(20)
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[9]弹簧钢电阻点焊接头随机回火热处理过程[J]. 徐国成,赵熹华,张小奇,文静.  焊接学报. 2010(02)
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博士论文
[1]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

硕士论文
[1]中间层材料对Ti/Al异种金属搅拌摩擦焊接头组织及性能的影响[D]. 张鑫.南昌航空大学 2015
[2]Ti/Al异种金属搅拌摩擦焊接头组织性能研究[D]. 戈军委.南昌航空大学 2014
[3]铝/钢电阻点焊工艺研究及数值模拟[D]. 曾敏.南昌航空大学 2014
[4]镁/钢异种材料电阻点焊研究[D]. 邵景辉.南昌航空大学 2013
[5]铝合金A6061与低碳钢Q235的电阻点焊研究[D]. 杜宜乐.河南科技大学 2012
[6]汽车用钢与铝合金电阻点焊机理研究[D]. 崇玉良.上海交通大学 2012
[7]铝/钛异种合金激光深熔钎焊新工艺[D]. 陈凯华.北京工业大学 2011



本文编号：3149513