Ti/Al搅拌摩擦点焊—钎焊复合焊接接头组织性能研究

发布时间：2021-09-19 21:06

　　本文在Ti/Al异种金属搅拌摩擦点焊时,通过在Ti、Al搭接界面处添加合适的钎料、利用搅拌摩擦点焊自身产生的热、力作用在搅拌区周围实现了钎焊连接,发展了一种可以获得“搅拌摩擦点焊-钎焊”复合焊接接头的Ti/Al异种金属连接新技术。采用“搅拌摩擦点焊-钎焊”技术实现了3mm厚TC4钛合金和2A14铝合金异种金属的良好连接,研究了钎料添加方式对复合接头形成的影响,对比分析了工艺参数对常规搅拌摩擦点焊（Friction Stir Spot Welding,简称FSSW）和钛合金表面渗铝后的搅拌摩擦点焊-钎焊（Friction Stir Spot Welding-Soldering,简称FSSW-S）接头力学性能的影响规律,采用SEM、EDS等分析测试方法分析了接头微观组织、元素分布和界面结构。研究结果表明:对于直接添加Zn箔钎料、钛合金表面喷涂预置Zn85Al钎料和钛合金表面焊前渗铝后添加Zn箔钎料这三种钎料添加方式,在前两种钎料添加方式下的轴肩界面区,钎料层与铝合金结合良好,与钛合金之间存在间隙,钎料与钛合金未发生润湿反应;第三种钎料添加方式下的轴肩区形成了钎焊连接,界面结合紧密,焊接接头... 

【文章来源】：南昌航空大学江西省

【文章页数】：67 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异种金属焊接研究现状
        1.2.1 扩散焊
        1.2.2 激光及激光熔-钎焊
        1.2.3 超声波焊及超声辅助钎焊
        1.2.4 电阻焊
        1.2.5 爆炸焊
        1.2.6 搅拌摩擦焊
    1.3 异种材料的搅拌摩擦钎焊
    1.4 搅拌摩擦点焊技术及存在的问题
        1.4.1 常规FSSW介绍
        1.4.2 常规FSSW存在的问题
    1.5 Ti/Al搅拌摩擦点焊-钎焊方法的提出
    1.6 本文主要研究内容
第2章 试验条件及方法
    2.1 试验材料及设备
    2.2 试验方法
        2.2.1 搅拌头设计
        2.2.2 钛合金表面喷砂及电弧喷涂工艺
        2.2.3 钛合金表面渗铝工艺
        2.2.4 试验方法
    2.3 接头性能测试
        2.3.1 接头力学性能测试
        2.3.2 接头微观组织结构分析
第3章 钎料添加方式对复合接头形成的影响
    3.1 直接添加Zn箔钎料的FSSW-S
        3.1.1 直接加Zn箔钎料的钎焊界面区结构
        3.1.2 直接加Zn箔钎料的接头断口分析
        3.1.3 直接加Zn未形成钎焊接头原因分析
    3.2 电弧喷涂预置Zn85Al钎料的FSSW-S
        3.2.1 电弧喷涂工艺
        3.2.2 喷涂预置钎料的钎焊界面结构
        3.2.3 喷涂预置钎料的接头断口分析
        3.2.4 喷涂预置钎料界面开裂原因分析
    3.3 钛合金表面焊前渗铝后加Zn箔钎料的FSSW-S
        3.3.1 钛合金表面渗铝工艺
        3.3.2 渗铝后加Zn箔钎料的界面结构
        3.3.3 渗铝后FSSW-S接头断口分析
    3.4 本章小结
第4章 Ti/Al复合接头微观组织及形成机理
    4.1 复合接头微观组织结构研究
    4.2 复合接头界面结构研究
    4.3 Ti/Al复合接头形成机理研究
        4.3.1 搅拌摩擦点焊产热模型
        4.3.2 复合接头形成机理
    4.4 本章小结
第5章 Ti/Al复合接头的力学性能
    5.1 复合接头拉剪性能
        5.1.1 旋转速度对接头抗拉剪力的影响
        5.1.2 焊接时间对接头拉剪力的影响
    5.2 疲劳结果统计及分析
    5.3 疲劳断口分析
        5.3.1 常规FSSW接头疲劳断口
        5.3.2 复合接头疲劳断口分析
    5.4 本章小结
第6章 结论
参考文献
硕士期间发表的学术论文及其他成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]TC4钛合金表面热浸渗铝工艺的研究[J]. 韩玉强,李飞舟,田东平.  热加工工艺. 2015(24)
[2]工艺参数对钛/铝搅拌摩擦点焊成形及拉剪性能影响[J]. 张志涛,陈玉华,王善林.  热加工工艺. 2015(23)
[3]过渡层对铝/钢FSB接头性能和组织的影响[J]. 俞伟元,邵家霖,陈大林,刘森辉.  焊接学报. 2015(06)
[4]2524-T3铆接接头与搅拌摩擦焊接接头疲劳性能对比研究[J]. 张彦军,李小鹏.  机械强度. 2015(03)
[5]搅拌摩擦点焊技术及其研究现状[J]. 傅田,李文亚,杨夏炜,李锦锋,高大路.  材料工程. 2015(04)
[6]用铜锌中间层瞬时液相连接Al 2024和Ti-6Al-4V合金（英文）[J]. Majid SAMAVATIAN,Ayoub HALVAEE,Ahmad Ali AMADEH,Alireza KHODABANDEH.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(03)
[7]工艺参数对Ti/Al异种金属搅拌摩擦焊接头抗拉强度的影响[J]. 陈玉华,谢吉林,戈军委,柯黎明.  热加工工艺. 2015(03)
[8]无针搅拌摩擦点焊技术研究现状分析[J]. 代建辉,赵华夏,栾国红.  航空制造技术. 2013(11)
[9]铝与钢、不锈钢、铜焊接,复合板制备及匙孔填充新技术——搅拌摩擦钎焊（FSB）的系列应用[J]. 张贵锋,焦伟民,张建勋,王士元.  焊管. 2013(01)
[10]Ti/Al异种合金搅拌摩擦焊搭接接头的界面特性（英文）[J]. 陈玉华,倪泉,柯黎明.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(02)

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]两种新型钛合金氧化膜的表面分析[D]. 鲍军委.四川大学 2005



本文编号：3402335