Si含量对AM60/AlSi液固复合焊接界面组织性能影响的研究
发布时间：2021-07-10 02:31
镁合金和铝合金都是现代汽车产业的重要金属材料,镁合金比重轻、比强度高,应用在汽车上时可以很好地减轻汽车的重量,从而达到节能减排的作用;铝合金因为其良好的机械性能、力学性能、抗腐蚀性能已经在汽车工业等领域有了非常广泛的应用。如果能将镁铝合金结合得到一种新型的双金属材料,使其既具有铝合金的性能,同时兼具了镁合金密度小的优点,那么对于减小车身重量,提高汽车性能,保护环境都具有很深远的意义。然而想要得到结合良好的镁铝双金属需要克服两个难点:1)由于镁、铝都是极易氧化的金属,在它们的表面存在着氧化膜,特别是铝合金表面存在着一层致密的氧化膜阻止了两者进行冶金结合;2)由于镁铝的相互溶解度小,在发生冶金反应时容易形成大量的Al-Mg金属间化合物,从而影响结合面的力学性能。针对以上两个难点,本文首先采用了高温铝钎焊溶剂QJ207表面处理和锌酸盐表面处理两种方法来去除铝合金表面氧化膜;其次通过改变铝硅合金中硅的质量分数深入研究了Si含量的改变对于金属间化合物产生的影响;最后通过改变液固复合试样的冷却速度,初步研究了冷却速度对于过渡层厚度的影响。具体研究内容和研究结果如下:1.采用了高温铝钎焊溶剂QJ20...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
宝马公司镁铝发动机缸体（a）镁铝复合结构缸体（b）铝合金衬底
图 1.2 钨极保护焊示意图Fig 1.2 The schematic of Gas Tungsten Arc Welding恒等人[51]尝试使用 TIG 焊来连接镁合金 AZ31B 和铝合金 6两组实验中一组添加了锡层，另一组没有添加。实验结果表属时会在结合界面形成大量的镁铝金属间化合物（Al12Mg17和合物导致扩散层容易发生断裂。而添加了镀锡层的实验组发了拘束强化作用，过渡层变窄，同时金属间化合物明显减少镁铝元素相互扩散的作用，对于改善镁铝合金焊接接头起到加镀锡层来进行焊接之外，Liu Liming 等人[52]则研究了添加来进行焊接，焊接结果发现焊缝区域没有出现裂纹，说明稀组织也起到了一定的作用。研工作者的实验中可以发现，当使用 TIG 焊进行镁铝合金焊等不良情况，无法形成性能良好的焊接接头，但是通过添加
图 1.3 激光焊示意图Fig 1.3 The schematic of Laser Welding有学者进行了这方面的尝试，比如说李慧[54]等人就研究不同形式的合金结合面金属间化合物的影响。其实验结果表明当镁铝异种金属焊时产生的金属间化合物分布不均匀，容易引起焊接接头出现裂纹焊接时多种镁铝金属间化合物在焊缝中弥散分布，这是由于当镁铝元素在界面相互扩散，不同区域各个元素的数量是不同的，所以形自然也就不同。根据王慧的实验表明在一定的工艺参数下，她可以金结合良好的镁铝异种复合金属。也有很多学者尝试了激光焊工艺，例如 RattanaB 等人[55]在焊接镁合铝合金 A5052 时就使用了激光焊工艺。些国内外的学者的研究情况中我们可以发现，在合适的工艺参数下的焊接表现可以适用于镁铝异种金属的焊接，但是在焊缝区依然存化合物，所以并不能真正意义上得到完美的镁铝复合双金属。
【参考文献】：
期刊论文
[1]镁合金-钢异种金属焊接技术研究[J]. 徐荣正,国旭明,姜旭,祝乃日. 焊接. 2015(08)
[2]乘用车悬架系统铝合金应用现状[J]. 史东杰,刘伟波,王连波,刘浩,刘攀. 轻合金加工技术. 2015(06)
[3]KF-KBr-AlF3-CsF钎剂去除6061铝合金表面氧化膜机制[J]. 俞伟元,郭熠,路文江. 焊接技术. 2012(07)
[4]镁铝异种金属搅拌摩擦焊搭接接头组织与性能分析[J]. 陈影,付宁宁,沈长斌,葛继平. 焊接学报. 2012(07)
[5]AlF3-KF-KBr钎剂去膜机理研究[J]. 俞伟元,路文江,刘贇. 兰州理工大学学报. 2012(01)
[6]异种金属焊接研究现状及发展趋势[J]. 黄本生,黄龙鹏,李慧. 材料导报. 2011(23)
[7]镁铝异质搅拌摩擦焊搭接接头微观组织分析[J]. 付宁宁,陈影,沈长斌,葛继平,严峰,权高峰. 热加工工艺. 2011(17)
[8]AZ91镁合金/7075铝合金异种金属扩散焊[J]. 于前,林飞,李铁鹏,李会,孟庆森. 焊接技术. 2011(07)
[9]大飞机用铝合金的研究现状及展望[J]. 刘兵,彭超群,王日初,王小锋,李婷婷. 中国有色金属学报. 2010(09)
[10]1Cr18Ni9Ti不锈钢与20R碳钢的异种钢焊接[J]. 宋明远. 科技资讯. 2010(22)
博士论文
[1]异种金属镁合金和铝合金熔焊焊接性研究[D]. 柳绪静.大连理工大学 2010
[2]Mg/Al活性异种金属焊接界面微观结构及元素扩散的研究[D]. 刘鹏.山东大学 2006
硕士论文
[1]镁/钛异种金属爆炸焊接界面微观组织及性能的研究[D]. 武佳琪.太原理工大学 2015
[2]AM60/6061、AM60/A390液固复合工艺与界面组织性能的研究[D]. 马立坤.合肥工业大学 2015
[3]AZ91D/6061A1液固复合工艺及界面组织性能研究[D]. 张博铭.合肥工业大学 2014
[4]挤压态AZ61镁合金/7075铝合金异种金属扩散焊接研究[D]. 孙路路.太原理工大学 2013
[5]6061铝合金钎焊材料及工艺研究[D]. 周飞.南京航空航天大学 2013
[6]AM60/6061AL液固复合工艺及界面组织性能研究[D]. 张浩.合肥工业大学 2012
[7]我国汽车保有量的预测研究[D]. 许伶俐.东北财经大学 2011
[8]汽车车身用新型6000系铝合金板材性能研究[D]. 王安东.大连理工大学 2011
[9]镁铝异种金属激光焊接的研究[D]. 李慧.北京工业大学 2007
[10]铝熔体净化工艺的研究[D]. 梁慧强.中南大学 2005
本文编号：3274999
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
宝马公司镁铝发动机缸体（a）镁铝复合结构缸体（b）铝合金衬底
图 1.2 钨极保护焊示意图Fig 1.2 The schematic of Gas Tungsten Arc Welding恒等人[51]尝试使用 TIG 焊来连接镁合金 AZ31B 和铝合金 6两组实验中一组添加了锡层，另一组没有添加。实验结果表属时会在结合界面形成大量的镁铝金属间化合物（Al12Mg17和合物导致扩散层容易发生断裂。而添加了镀锡层的实验组发了拘束强化作用，过渡层变窄，同时金属间化合物明显减少镁铝元素相互扩散的作用，对于改善镁铝合金焊接接头起到加镀锡层来进行焊接之外，Liu Liming 等人[52]则研究了添加来进行焊接，焊接结果发现焊缝区域没有出现裂纹，说明稀组织也起到了一定的作用。研工作者的实验中可以发现，当使用 TIG 焊进行镁铝合金焊等不良情况，无法形成性能良好的焊接接头，但是通过添加
图 1.3 激光焊示意图Fig 1.3 The schematic of Laser Welding有学者进行了这方面的尝试，比如说李慧[54]等人就研究不同形式的合金结合面金属间化合物的影响。其实验结果表明当镁铝异种金属焊时产生的金属间化合物分布不均匀，容易引起焊接接头出现裂纹焊接时多种镁铝金属间化合物在焊缝中弥散分布，这是由于当镁铝元素在界面相互扩散，不同区域各个元素的数量是不同的，所以形自然也就不同。根据王慧的实验表明在一定的工艺参数下，她可以金结合良好的镁铝异种复合金属。也有很多学者尝试了激光焊工艺，例如 RattanaB 等人[55]在焊接镁合铝合金 A5052 时就使用了激光焊工艺。些国内外的学者的研究情况中我们可以发现，在合适的工艺参数下的焊接表现可以适用于镁铝异种金属的焊接，但是在焊缝区依然存化合物，所以并不能真正意义上得到完美的镁铝复合双金属。
【参考文献】：
期刊论文
[1]镁合金-钢异种金属焊接技术研究[J]. 徐荣正,国旭明,姜旭,祝乃日. 焊接. 2015(08)
[2]乘用车悬架系统铝合金应用现状[J]. 史东杰,刘伟波,王连波,刘浩,刘攀. 轻合金加工技术. 2015(06)
[3]KF-KBr-AlF3-CsF钎剂去除6061铝合金表面氧化膜机制[J]. 俞伟元,郭熠,路文江. 焊接技术. 2012(07)
[4]镁铝异种金属搅拌摩擦焊搭接接头组织与性能分析[J]. 陈影,付宁宁,沈长斌,葛继平. 焊接学报. 2012(07)
[5]AlF3-KF-KBr钎剂去膜机理研究[J]. 俞伟元,路文江,刘贇. 兰州理工大学学报. 2012(01)
[6]异种金属焊接研究现状及发展趋势[J]. 黄本生,黄龙鹏,李慧. 材料导报. 2011(23)
[7]镁铝异质搅拌摩擦焊搭接接头微观组织分析[J]. 付宁宁,陈影,沈长斌,葛继平,严峰,权高峰. 热加工工艺. 2011(17)
[8]AZ91镁合金/7075铝合金异种金属扩散焊[J]. 于前,林飞,李铁鹏,李会,孟庆森. 焊接技术. 2011(07)
[9]大飞机用铝合金的研究现状及展望[J]. 刘兵,彭超群,王日初,王小锋,李婷婷. 中国有色金属学报. 2010(09)
[10]1Cr18Ni9Ti不锈钢与20R碳钢的异种钢焊接[J]. 宋明远. 科技资讯. 2010(22)
博士论文
[1]异种金属镁合金和铝合金熔焊焊接性研究[D]. 柳绪静.大连理工大学 2010
[2]Mg/Al活性异种金属焊接界面微观结构及元素扩散的研究[D]. 刘鹏.山东大学 2006
硕士论文
[1]镁/钛异种金属爆炸焊接界面微观组织及性能的研究[D]. 武佳琪.太原理工大学 2015
[2]AM60/6061、AM60/A390液固复合工艺与界面组织性能的研究[D]. 马立坤.合肥工业大学 2015
[3]AZ91D/6061A1液固复合工艺及界面组织性能研究[D]. 张博铭.合肥工业大学 2014
[4]挤压态AZ61镁合金/7075铝合金异种金属扩散焊接研究[D]. 孙路路.太原理工大学 2013
[5]6061铝合金钎焊材料及工艺研究[D]. 周飞.南京航空航天大学 2013
[6]AM60/6061AL液固复合工艺及界面组织性能研究[D]. 张浩.合肥工业大学 2012
[7]我国汽车保有量的预测研究[D]. 许伶俐.东北财经大学 2011
[8]汽车车身用新型6000系铝合金板材性能研究[D]. 王安东.大连理工大学 2011
[9]镁铝异种金属激光焊接的研究[D]. 李慧.北京工业大学 2007
[10]铝熔体净化工艺的研究[D]. 梁慧强.中南大学 2005
本文编号：3274999
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