铝/镁合金搅拌摩擦搭接焊接头界面组织及性能研究

发布时间：2021-08-28 20:43

　　本文采用搅拌摩擦搭接焊对厚度为2mm的轧制板材6061铝合金与AZ31B镁合金进行了试验。研究了焊接工艺参数（旋转速度,焊接速度与搅拌头针长）对Al/Mg接头界面组织及力学性能的影响以及随后热处理过程中界面组织的变化。进而探讨了在Al/Mg接头界面处添加Zn箔对Al/Mg接头界面组织和力学性能的影响。实验结果表明:焊接工艺参数的选择对有无Zn箔的Al/Mg搭接接头的成形质量具有很大的作用。焊接工艺参数选取的合适,可以得到成形良好的焊缝以及内部无缺陷的接头。而工艺参数选取不当,会使得焊缝表面出现飞边以及内部出现孔洞等缺陷。通过对Al/Mg直接搭接接头的过渡区分析可知,由于Al元素与Mg元素的相互扩散在Al/Mg搭接接头界面处形成了不同于两侧母材的过渡层。界面层的过渡层由γ-Al12Mg17相和β-Al3Mg2相组成。焊接参数过小易使得接头结合不牢靠,而焊接参数过大易使得界面处的过渡层扩大,从而导致界面层的脆性增大,接头的剪切强度急剧降低。另外,Al/Mg搭接接头的显微硬度值分布表明界面处的硬度值也要远高于母材。为进一步了解Al/Mg搭接接头界面处过渡层的生长行为,对界面金属间化合物层在不... 

【文章来源】：兰州理工大学甘肃省

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 搅拌摩擦焊
    1.3 铝与镁焊接特点
    1.4 铝与镁连接技术研究现状
        1.4.1 铝与镁异种金属的熔化焊接
        1.4.2 铝与镁异种金属的固相焊接
    1.5 铝/镁异种材料搅拌摩擦搭接焊研究现状
    1.6 本文主要研究内容
第2章 试验材料与方法
    2.1 试验材料
    2.2 试验设备
        2.2.1 搅拌摩擦焊机
        2.2.2 搅拌头
        2.2.3 真空热处理炉
    2.3 试验方法
        2.3.1 焊接工艺与参数
        2.3.2 微观分析
        2.3.3 接头力学性能试验
第3章 Al/Mg异种金属FSLW接头成形及微观组织
    3.1 Al/Mg搭接焊缝宏观形貌
        3.1.1 不同搅拌针长Al/Mg搭接焊缝宏观形貌
    3.2 Al/Mg搭接接头界面组织
        3.2.1 搅拌针长为 1.8 mm Al/Mg接头界面组织
        3.2.2 搅拌针长为 3.0 mm Al/Mg接头界面组织
    3.3 Al/Mg接头力学性能分析
        3.3.1 Al/Mg搭接接头界面硬度分布
        3.3.2 Al/Mg搭接接头拉剪试验结构分析
    3.4 本章小结
第4章 Al/Mg焊后退火界面金属间化合物生长行为
    4.1 退火过程中Al/Mg接头微观结构
    4.2 Al/Mg界面退火过程中的生长行为及其激活能
        4.2.1 Al/Mg界面退火过程中IMC的生长行为
        4.2.2 退火过程中Al/Mg扩散激活能
    4.3 本章小结
第5章 夹层Zn对Al/Mg界面金属间化合物的影响
    5.1 Al/Zn/Mg接头界面组织
        5.1.1 Al/Zn/Mg接头界面宏观组织
        5.1.2 Al/Zn/Mg接头界面微观组织
    5.2 Al/Zn/Mg接头力学性能
        5.2.1 Al/Zn/Mg搭接接头显微硬度分析
        5.2.2 静载拉剪实验
        5.2.3 Al/Zn/Mg搭接接头断口分析
    5.3 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录


【参考文献】：
期刊论文
[1]镁铝异种金属TIG焊接头性能的研究[J]. 刘政军,宫颖,苏允海.  材料工程. 2015(03)
[2]AZ31/7005异种材料填丝GTAW焊接接头的组织与性能[J]. 杜红燕,李亚江.  材料工程. 2014(09)
[3]钛及钛合金搅拌摩擦焊搅拌头最新研究进展[J]. 海敏娜,王快社,郝亚鑫,王文.  热加工工艺. 2014(09)
[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]搅拌摩擦焊接技术在造船业中的应用及发展[J]. 王清曌,张如星,张玉龙,韩培根,王定州.  中外船舶科技. 2012(02)
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[7]Mg/Al异种金属焊接研究现状[J]. 许有肖,李亚江,王娟,张蕾.  现代焊接. 2011(06)
[8]搅拌摩擦焊在船用铝合金结构中的应用[J]. 曾平.  船海工程. 2010(01)
[9]镁合金搅拌摩擦焊接技术的研究进展[J]. 佟建国,任学平.  轻合金加工技术. 2008(07)
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硕士论文
[1]镁合金搅拌摩擦搭接焊接头工艺与力学性能的研究[D]. 黄振有.兰州理工大学 2014
[2]镁铝异种金属搅拌摩擦焊搭接接头组织及性能研究[D]. 付宁宁.大连交通大学 2011
[3]镁铝异种金属激光焊接的研究[D]. 李慧.北京工业大学 2007



本文编号：3369213