铝板—钢螺柱异种材料摩擦螺柱焊工艺研究
发布时间：2021-07-31 06:36
针对国内外对摩擦螺柱焊工艺研究甚少,铝螺柱寿命极短,及铝钢异种材料焊接困难,本文开展了铝板-钢螺柱异种材料摩擦螺柱焊工艺研究。对试样进行外观成形、拉伸性能、断口形貌、微观组织结构形貌、SEM及EDS分析,得出了铝钢摩擦螺柱焊基本特点。同质铝合金摩擦螺柱焊工艺实验结果表明:转速、摩擦时间、顶锻力等参数对接头的飞边直径及次生摩擦界面层厚度影响很大;塑性断裂的次生摩擦界面区及其周围脆性断裂的弱结合区构成了接头的最薄弱环节;预热配合以合理的工艺参数可以极大程度增加塑性断裂区比例,甚至获得与母材等强的接头。铝板/钢螺柱摩擦螺柱焊正交实验表明:最优参数组合为A2B1C1Dz,即转速2100r/min,摩擦时间3s,顶锻力80MPa,工进速度0.2mm/s。因子A（转速）及因子B（摩擦时间）对强度指标影响并不显著,因子C（顶锻力）及因子D（进给速度）对强度指标影响较为显著。不同端面结构的钢螺柱与铝板摩擦螺柱焊实验结果表明:接头最大承载力随端面直径的增加而增大;波浪形界面产生的机械"咬合"作用,结合冶金反应作用,改善了接头力学性能;大直径界面存在较大深度的Fe-Al相互扩散,且因Fe、C原子扩散能力高...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１近焊缝铅侧ＸＲＤ分析??哈尔滨工业大学的何鹏Ｗ等人开展了侣与不镑钢的接触反应针焊工艺研究，研究表??
度小于ｌＯｔｔｍ，接头力学性能优良。??哈尔滨工业大学的何欢［ＩＩ］等人开展了铅合金－不镑钢热丝烙针焊实验研究。结果表??明：如图１．２所示，巧剂种类对侣钢之间润湿作用有重要影响。通过高频感应热丝系统??对热输入进行严格控制，将界面ＩＭＣ层控制在３．３叫ｎ左右，其抗拉强度可达到２８０ＭＰａ，??且断裂在铅侧烙合线处。界面处的（Ｆｅ，Ｃｕ）４Ａｌｕ、Ｃ化７Ｆｅ〇．］Ａｌ６及ＡｋＣｕ金属间化合物是??接头性能降低的主要原因。??ａ）?Ｎｏｃｏｌｏｋ?ｂ）?Ｎｏｃｏｌｏｋ＋４０?ｗｔ．％?Ａ１??图１．２不同奸剂时铅钢烙钉焊接头形貌围??兰州理工大学的樊下［１２］等人采用小功率ＴＩＧ电弧辅助激光对铅合金和热锻巧钢板??进斤了对接烙奸焊实验研究。研究表明：通过电弧改善的温度场分布促进了铅向钢侧的??铺展，接头最大抗拉强度为Ｉ６３ＭＰａ，界面处形化的ＦＣ２Ａ１５、Ｆｅ４Ａｌｕ脆性ＩＭＣ是裂纹起源??３??
对比有无Ｎｉ中间层的接头性能。结果表明：加入化１ｍｍ厚Ｎｉ中间层的接头显微硬度小且??抗拉强度高，结合ＸＲＤ检测分析，格池中新生成的Ａｌｏ．ｇＮｉｉ．ｉ相降低了?Ａｒ浓度，故Ｎｉ层可??有效抑制界面ＩＭＣ生成。图１．３ａ、ｂ分别给出了有无Ｎｉ中间层的接头断裂ＳＥＭ图。??＜ａ）?—＇＊？?一―?■?．４＾＾?．?＇?：?．?（ｂ）??陰病載ｓ??、，，’．ｉ．?■＇?．??ａ）未加Ｎｉ层?的加０．Ｉｒａｎｉ厚Ｎｉ层??图１．３铅钢激光深烙焊接头断裂ＳＥＭ图??Ｓｈｉ?Ｙａｎｔｉｓｉ等人开展了侣钢双激光束搭接焊实验研究。结果表明：低功率的连续激??４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]摩擦螺柱焊水下焊接工艺的初步研究[J]. 徐亚国,焦向东,周灿丰,高辉,狄冰. 热加工工艺. 2015(11)
[2]焊接环境对摩擦螺柱焊成形质量的影响[J]. 徐亚国,焦向东,周灿丰,高辉,狄冰. 焊接技术. 2015(02)
[3]旋转速度对摩擦螺柱焊接头力学性能的影响[J]. 徐亚国,焦向东,周灿丰,高辉,狄冰. 电焊机. 2015(02)
[4]铝/钢异种金属电弧辅助激光对接熔钎焊方法[J]. 樊丁,王斌,李春玲,黄健康,余淑荣. 焊接学报. 2015(01)
[5]摩擦螺柱焊在水下连接领域的发展与应用[J]. 徐亚国,焦向东,周灿丰,高辉. 焊接. 2014(04)
[6]搅拌摩擦焊的研究现状及前景展望[J]. 宋晓村,朱政强,陈燕飞. 热加工工艺. 2013(13)
[7]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)
[8]几种钎料对钛合金/不锈钢钎焊接头的钎缝强度与界面的影响[J]. 杨静,赖旭平,朱常桂,朱金霞,刘晓荣,杨军. 核动力工程. 2008(01)
[9]铝钢异种材料焊接研究现状与发展[J]. 张洪涛,何鹏,孔庆伟,唐旭东,杨国峰,孙静波. 焊接. 2006(12)
[10]接触反应法解决铝/不锈钢钎焊的缺陷及脆性[J]. 何鹏,冯吉才,钱乙余,黄振凤,麦汉辉. 材料科学与工艺. 2005(01)
博士论文
[1]铝合金/不锈钢热丝TIG熔-钎焊接头组织与性能研究[D]. 何欢.哈尔滨工业大学 2014
[2]铝合金/高强钢异种金属电阻点焊研究[D]. 张伟华.吉林大学 2011
硕士论文
[1]铝—钢异种金属摩擦连接工艺研究[D]. 刘玲丹.南京理工大学 2016
[2]铝/钢搅拌摩擦搭接强流变作用下界面行为及力学性能研究[D]. 万龙.哈尔滨工业大学 2015
[3]Fe-Al体系扩散相关性质的研究[D]. 黄超.广西大学 2015
[4]铝—钢过渡接头界面性能及其搅拌摩擦焊工艺研究[D]. 仇晨龙.江苏科技大学 2015
[5]钢螺柱—铝板异种材料摩擦螺柱焊工艺和装置研究[D]. 张惠芸.南京理工大学 2015
[6]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
[7]电解铝阳极导杆铝—钢相位摩擦焊技术研究[D]. 李经纬.兰州理工大学 2014
[8]铝合金/不锈钢异种金属管TIG熔—钎焊工艺技术研究[D]. 陈占录.哈尔滨工业大学 2013
[9]复合热源摩擦螺柱焊系统研究[D]. 杨立.南京理工大学 2013
[10]大截面铝/钢摩擦焊工艺研究及温度场模拟[D]. 商献伟.兰州理工大学 2010
本文编号：3312966
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１近焊缝铅侧ＸＲＤ分析??哈尔滨工业大学的何鹏Ｗ等人开展了侣与不镑钢的接触反应针焊工艺研究，研究表??
度小于ｌＯｔｔｍ，接头力学性能优良。??哈尔滨工业大学的何欢［ＩＩ］等人开展了铅合金－不镑钢热丝烙针焊实验研究。结果表??明：如图１．２所示，巧剂种类对侣钢之间润湿作用有重要影响。通过高频感应热丝系统??对热输入进行严格控制，将界面ＩＭＣ层控制在３．３叫ｎ左右，其抗拉强度可达到２８０ＭＰａ，??且断裂在铅侧烙合线处。界面处的（Ｆｅ，Ｃｕ）４Ａｌｕ、Ｃ化７Ｆｅ〇．］Ａｌ６及ＡｋＣｕ金属间化合物是??接头性能降低的主要原因。??ａ）?Ｎｏｃｏｌｏｋ?ｂ）?Ｎｏｃｏｌｏｋ＋４０?ｗｔ．％?Ａ１??图１．２不同奸剂时铅钢烙钉焊接头形貌围??兰州理工大学的樊下［１２］等人采用小功率ＴＩＧ电弧辅助激光对铅合金和热锻巧钢板??进斤了对接烙奸焊实验研究。研究表明：通过电弧改善的温度场分布促进了铅向钢侧的??铺展，接头最大抗拉强度为Ｉ６３ＭＰａ，界面处形化的ＦＣ２Ａ１５、Ｆｅ４Ａｌｕ脆性ＩＭＣ是裂纹起源??３??
对比有无Ｎｉ中间层的接头性能。结果表明：加入化１ｍｍ厚Ｎｉ中间层的接头显微硬度小且??抗拉强度高，结合ＸＲＤ检测分析，格池中新生成的Ａｌｏ．ｇＮｉｉ．ｉ相降低了?Ａｒ浓度，故Ｎｉ层可??有效抑制界面ＩＭＣ生成。图１．３ａ、ｂ分别给出了有无Ｎｉ中间层的接头断裂ＳＥＭ图。??＜ａ）?—＇＊？?一―?■?．４＾＾?．?＇?：?．?（ｂ）??陰病載ｓ??、，，’．ｉ．?■＇?．??ａ）未加Ｎｉ层?的加０．Ｉｒａｎｉ厚Ｎｉ层??图１．３铅钢激光深烙焊接头断裂ＳＥＭ图??Ｓｈｉ?Ｙａｎｔｉｓｉ等人开展了侣钢双激光束搭接焊实验研究。结果表明：低功率的连续激??４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]摩擦螺柱焊水下焊接工艺的初步研究[J]. 徐亚国,焦向东,周灿丰,高辉,狄冰. 热加工工艺. 2015(11)
[2]焊接环境对摩擦螺柱焊成形质量的影响[J]. 徐亚国,焦向东,周灿丰,高辉,狄冰. 焊接技术. 2015(02)
[3]旋转速度对摩擦螺柱焊接头力学性能的影响[J]. 徐亚国,焦向东,周灿丰,高辉,狄冰. 电焊机. 2015(02)
[4]铝/钢异种金属电弧辅助激光对接熔钎焊方法[J]. 樊丁,王斌,李春玲,黄健康,余淑荣. 焊接学报. 2015(01)
[5]摩擦螺柱焊在水下连接领域的发展与应用[J]. 徐亚国,焦向东,周灿丰,高辉. 焊接. 2014(04)
[6]搅拌摩擦焊的研究现状及前景展望[J]. 宋晓村,朱政强,陈燕飞. 热加工工艺. 2013(13)
[7]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)
[8]几种钎料对钛合金/不锈钢钎焊接头的钎缝强度与界面的影响[J]. 杨静,赖旭平,朱常桂,朱金霞,刘晓荣,杨军. 核动力工程. 2008(01)
[9]铝钢异种材料焊接研究现状与发展[J]. 张洪涛,何鹏,孔庆伟,唐旭东,杨国峰,孙静波. 焊接. 2006(12)
[10]接触反应法解决铝/不锈钢钎焊的缺陷及脆性[J]. 何鹏,冯吉才,钱乙余,黄振凤,麦汉辉. 材料科学与工艺. 2005(01)
博士论文
[1]铝合金/不锈钢热丝TIG熔-钎焊接头组织与性能研究[D]. 何欢.哈尔滨工业大学 2014
[2]铝合金/高强钢异种金属电阻点焊研究[D]. 张伟华.吉林大学 2011
硕士论文
[1]铝—钢异种金属摩擦连接工艺研究[D]. 刘玲丹.南京理工大学 2016
[2]铝/钢搅拌摩擦搭接强流变作用下界面行为及力学性能研究[D]. 万龙.哈尔滨工业大学 2015
[3]Fe-Al体系扩散相关性质的研究[D]. 黄超.广西大学 2015
[4]铝—钢过渡接头界面性能及其搅拌摩擦焊工艺研究[D]. 仇晨龙.江苏科技大学 2015
[5]钢螺柱—铝板异种材料摩擦螺柱焊工艺和装置研究[D]. 张惠芸.南京理工大学 2015
[6]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
[7]电解铝阳极导杆铝—钢相位摩擦焊技术研究[D]. 李经纬.兰州理工大学 2014
[8]铝合金/不锈钢异种金属管TIG熔—钎焊工艺技术研究[D]. 陈占录.哈尔滨工业大学 2013
[9]复合热源摩擦螺柱焊系统研究[D]. 杨立.南京理工大学 2013
[10]大截面铝/钢摩擦焊工艺研究及温度场模拟[D]. 商献伟.兰州理工大学 2010
本文编号：3312966
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3312966.html
