静轴肩搅拌摩擦焊的工艺及焊接接头性能研究

发布时间：2021-04-27 16:24

　　静轴肩搅拌摩擦焊（SSFSW）是在普通搅拌摩擦焊的基础上研究的一种新的焊接工艺方法,它不仅具有普通搅拌摩擦焊的优点,而且对普通搅拌摩擦焊的温度梯度大,飞边缺陷等问题进行了改善;静轴肩搅拌摩擦焊的发展很大程度促进了铝、镁、铜轻金属及其合金的应用,具有很高的研究与应用价值,得到了国内外学者专家的关注。本文采用自主研制的静轴肩搅拌头对3mm厚纯铝板进行了有效连接。主要做了以下的三个方面的研究:第一,对自主设计的搅拌头进行了优化,研究了搅拌针的尺寸与形状、轴肩的尺寸与形状及搅拌针与轴肩的间隙配合对焊缝成型的影响;第二,对不同焊接工艺参数下焊缝成型、焊接接头的抗拉强度、冲击韧性及显微硬度分布进行了分析研究,以及研究了搅拌头的形式对接头性能的影响,并确定最优参数;第三,通过浸泡腐蚀与电化学腐蚀结合的分析方法对焊接接头的腐蚀性能进行了研究。首先,通过采用优化后的搅拌头在一定的焊接工艺参数下获得成型良好、没有表面缺陷与内部缺陷的焊接接头,焊缝的形状为“碗”状,主要分为四个区域:搅拌区、热机影响区、热影响区与母材区。其次对不同工艺参数下焊接接头性能进行了分析:通过对不同工艺参数下接头的抗拉强度分析得出,... 

【文章来源】：兰州理工大学甘肃省

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 选题的依据及背景
    1.2 搅拌摩擦焊的介绍
        1.2.1 普通搅拌摩擦焊的基本原理
        1.2.2 搅拌摩擦焊的优缺点
    1.3 静轴肩搅拌摩擦焊的简介
        1.3.1 静轴肩搅拌摩擦焊的基本原理
        1.3.2 静轴肩搅拌摩擦焊的优点
    1.4 静轴肩搅拌摩擦焊的国内外研究现状
    1.5 焊接接头腐蚀性能的研究现状
    1.6 搅拌摩擦焊组织演化的研究现状
    1.7 本课题的主要研究内容
第二章 试验材料、设备及试样的制备
    2.1 实验材料
    2.2 实验设备及试样的制备
        2.2.1 焊接实验
    2.3 检测性能的设备
        2.3.1 静载拉伸试验
        2.3.2 硬度的分析
        2.3.3 焊接接头的腐蚀性能的测定
            2.3.3.1 浸泡实验
            2.3.3.2 电化学测试
        2.3.4 光学显微设备
        2.3.5 扫描电子显微镜
        2.3.6 电解抛光仪
第三章 静轴肩搅拌摩擦焊装置的设计及优化
    3.1 静轴肩搅拌头的设计
    3.2 静轴肩搅拌摩擦焊专用夹具的设计
    3.3 静轴肩搅拌头的优化
        3.3.1 搅拌针对焊缝成型的影响
        3.3.2 静止轴肩对焊缝成型的影响
        3.3.3 搅拌针与轴肩的间隙对焊缝成型的影响
    3.4 缺陷分析
        3.4.1 焊缝的表面缺陷
        3.4.2 焊缝的内部缺陷
    3.5 焊接接头的组织分析
        3.5.1 焊速对宏观形貌的影响
        3.5.2 焊缝不同区域的微观组织
    本章小结
第四章 静轴肩搅拌摩擦焊工艺参数的研究
    4.1 工艺参数对焊缝宏观形貌的影响
    4.2 工艺参数对抗拉强度的影响
        4.2.1 焊速对抗拉强度的影响
        4.2.2 转速对抗拉强度的影响
    4.3 工艺参数对焊接接头硬度的影响
        4.3.1 焊速对硬度的影响
        4.3.2 转速对焊接接头硬度的影响
    4.4 工艺参数对焊接接头冲击韧性的影响
        4.4.1 不同工艺参数下的冲击功
        4.4.2 冲击试样的断口分析
    4.5 搅拌头的形式对焊缝性能的影响
        4.5.1 搅拌头的形式对焊缝成型的影响
        4.5.2 搅拌头的形式对接头抗拉强度的影响
        4.5.3 搅拌头的形式对接头显微硬度的影响
    本章小结
第五章 静轴肩搅拌摩擦焊接头腐蚀性能的研究
    5.1 焊速对接头腐蚀性能的影响
    5.2 焊接接头腐蚀机理研究
    5.3 电化学腐蚀实验
        5.3.1 极化曲线的测试
        5.3.2 阻抗谱的测试
    本章总结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3163786