超声波辅助钎焊铝基、镁基材料接头的形成机理研究
发布时间：2021-10-09 12:30
颗粒增强铝基复合材料（Al-MMCs）具有质量较轻,密度低,强度高,耐磨性好和热膨胀系数可调节的性能,具有较好的应用前景,在电子封装中的应用必不可少。然而,由于焊接性较差,焊接过程中在高输入状态下容易造成Si颗粒偏聚和晶粒长大,使得接头强度不高。镁合金是航空航天中常用的轻质金属材料,高强度的焊接接头尤为重要,但目前的焊接方法成本高、效率低、时间长,限制了在工程上的应用。本课题以高硅铝合金Al-27Si、Al-50Si,镁合金MB8、AZ31为研究对象,探究了超声波辅助焊接高硅铝合金、镁合金的接头形成机理和力学性能。相对于传统焊接方法,避免真空环境、无钎剂、短时,接头强度较高、无焊接缺陷,达到了低成本、绿色、高效、可靠的焊接要求,具体研究内容如下:（1）以Zn-5Al为钎料,对高硅铝合金Al-27Si,进行超声波辅助钎焊。施加不同的超声时间,得到了硅颗粒增强的锌铝基复合填充接头。随着超声时间延长到64s,焊缝中的α-Al和β-Zn破碎成小片段,Si颗粒均匀化,焊缝中未发现焊接缺陷。接头的剪切强度在超声时间为64s达到68.5MPa,接近母材Al-27Si强度的三分之...
【文章来源】：天津理工大学天津市
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
超声能场在液态金属、液固界面的物理效应Fig.1-2Physicaleffectsofultrasonicenergyfieldatliquidmetalandliquid-solidinterface
图 1-2 超声能场在液态金属、液固界面的物理效应ig. 1-2 Physical effects of ultrasonic energy field at liquid metal and liquid-solid interface擦、压力及超声波的声流搅拌作用下使得母材与中间层表面的氧化膜产母材与中间层之间的扩散原子通道；同时高速的微射流导致液相迅速均匀面，提高了中间层与母材基体的润湿性；超声波的声流搅拌效应加速了元[48,49]。
第一章 绪论铝基复合材料的超声波辅助焊接王谦[50,51]等人使用 Zn、Zn-5Al 分别作为钎料，用超声高硅铝合金的连接。用 Zn 中间层进行连接时，通过超母材 Al 与中间层 Zn 的扩散，加速了 Zn-Al 共晶反应。在超声诱导 TLP 连接过程中观察到在液相出现之前。如图 1-4 所示，铝基体和硅颗粒塑形变形能力不同，出现破裂。氧化膜破裂后，Zn 箔和 Al 基体的新鲜金属。液相将氧化膜拱起。进而产生氧化膜碎片。生成液相，声空化效应对氧化膜，尤其 Si 颗粒表面的氧化膜的l 钎料进行焊接高硅铝合金，在焊接过程中的引入超声的分布和 Al 的扩散，并且还影响了 Zn -Al 合金的微观 基复合焊缝.接头的剪切强度主要取决于 Zn-Al 合金的
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ag-Sn低温过渡液相连接中Ag3Sn晶粒的生长机理（英文）[J]. 邵华凯,吴爱萍,包育典,赵玥,邹贵生. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2017(03)
[2]铝基复合材料在汽车领域的应用研究进展[J]. 兖利鹏,王爱琴,谢敬佩,倪增磊. 稀有金属与硬质合金. 2013(02)
[3]颗粒增强铝基复合材料研究与应用发展[J]. 樊建中,石力开. 宇航材料工艺. 2012(01)
[4]高硅铝合金的钎焊性能试验研究[J]. 陈潇潇,徐道荣,侯玲. 现代焊接. 2011(12)
[5]6061铝合金搅拌摩擦焊接头组织与性能研究[J]. 王海艳,戚文军,农登,郑飞燕. 稀有金属. 2010(05)
[6]Microstructure and Mechanical Properties of Magnesium Alloy AZ31B Brazed Joint Using a Zn-Mg-Al Filler Metal[J]. Li Ma, Dingyong He, Xiaoyan Li and Jianmin Jiang College of Materials Science and Engineering, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China. Journal of Materials Science & Technology. 2010(08)
[7]颗粒增强铝基复合材料在航空航天领域的应用[J]. 金鹏,刘越,李曙,肖伯律. 材料导报. 2009(11)
[8]铝基复合材料的研究现状及发展[J]. 侯丽丽,尹志新,樊新波. 热加工工艺. 2008(10)
[9]Improvement of Joint Strength of SiCp/Al Metal Matrix Composite in Transient Liquid Phase Bonding Using Cu/Ni/Cu Film Interlayer[J]. Rongfa CHEN, Dunwen ZUO and Min WANG Department of Mechanical and Electrical Engineering, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016, China Department of Mechanical Engineering, Yangzhou University, Yangzhou 225009, China. Journal of Materials Science & Technology. 2006(03)
[10]镁合金及其在工业中的应用[J]. 訾炳涛,王辉. 稀有金属. 2004(01)
博士论文
[1]AZ91D镁合金激光熔覆与重熔层组织特征及其性能研究[D]. 姚军.吉林大学 2007
[2]铝基复合材料瞬间液相扩散连接[D]. 刘卫红.吉林大学 2004
硕士论文
[1]镁合金钎料制备及接头性能研究[D]. 吴中辉.大连理工大学 2009
本文编号：3426383
【文章来源】：天津理工大学天津市
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
超声能场在液态金属、液固界面的物理效应Fig.1-2Physicaleffectsofultrasonicenergyfieldatliquidmetalandliquid-solidinterface
图 1-2 超声能场在液态金属、液固界面的物理效应ig. 1-2 Physical effects of ultrasonic energy field at liquid metal and liquid-solid interface擦、压力及超声波的声流搅拌作用下使得母材与中间层表面的氧化膜产母材与中间层之间的扩散原子通道；同时高速的微射流导致液相迅速均匀面，提高了中间层与母材基体的润湿性；超声波的声流搅拌效应加速了元[48,49]。
第一章 绪论铝基复合材料的超声波辅助焊接王谦[50,51]等人使用 Zn、Zn-5Al 分别作为钎料，用超声高硅铝合金的连接。用 Zn 中间层进行连接时，通过超母材 Al 与中间层 Zn 的扩散，加速了 Zn-Al 共晶反应。在超声诱导 TLP 连接过程中观察到在液相出现之前。如图 1-4 所示，铝基体和硅颗粒塑形变形能力不同，出现破裂。氧化膜破裂后，Zn 箔和 Al 基体的新鲜金属。液相将氧化膜拱起。进而产生氧化膜碎片。生成液相，声空化效应对氧化膜，尤其 Si 颗粒表面的氧化膜的l 钎料进行焊接高硅铝合金，在焊接过程中的引入超声的分布和 Al 的扩散，并且还影响了 Zn -Al 合金的微观 基复合焊缝.接头的剪切强度主要取决于 Zn-Al 合金的
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ag-Sn低温过渡液相连接中Ag3Sn晶粒的生长机理（英文）[J]. 邵华凯,吴爱萍,包育典,赵玥,邹贵生. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2017(03)
[2]铝基复合材料在汽车领域的应用研究进展[J]. 兖利鹏,王爱琴,谢敬佩,倪增磊. 稀有金属与硬质合金. 2013(02)
[3]颗粒增强铝基复合材料研究与应用发展[J]. 樊建中,石力开. 宇航材料工艺. 2012(01)
[4]高硅铝合金的钎焊性能试验研究[J]. 陈潇潇,徐道荣,侯玲. 现代焊接. 2011(12)
[5]6061铝合金搅拌摩擦焊接头组织与性能研究[J]. 王海艳,戚文军,农登,郑飞燕. 稀有金属. 2010(05)
[6]Microstructure and Mechanical Properties of Magnesium Alloy AZ31B Brazed Joint Using a Zn-Mg-Al Filler Metal[J]. Li Ma, Dingyong He, Xiaoyan Li and Jianmin Jiang College of Materials Science and Engineering, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China. Journal of Materials Science & Technology. 2010(08)
[7]颗粒增强铝基复合材料在航空航天领域的应用[J]. 金鹏,刘越,李曙,肖伯律. 材料导报. 2009(11)
[8]铝基复合材料的研究现状及发展[J]. 侯丽丽,尹志新,樊新波. 热加工工艺. 2008(10)
[9]Improvement of Joint Strength of SiCp/Al Metal Matrix Composite in Transient Liquid Phase Bonding Using Cu/Ni/Cu Film Interlayer[J]. Rongfa CHEN, Dunwen ZUO and Min WANG Department of Mechanical and Electrical Engineering, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016, China Department of Mechanical Engineering, Yangzhou University, Yangzhou 225009, China. Journal of Materials Science & Technology. 2006(03)
[10]镁合金及其在工业中的应用[J]. 訾炳涛,王辉. 稀有金属. 2004(01)
博士论文
[1]AZ91D镁合金激光熔覆与重熔层组织特征及其性能研究[D]. 姚军.吉林大学 2007
[2]铝基复合材料瞬间液相扩散连接[D]. 刘卫红.吉林大学 2004
硕士论文
[1]镁合金钎料制备及接头性能研究[D]. 吴中辉.大连理工大学 2009
本文编号：3426383
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