超薄T2紫铜/6061铝合金脉冲激光焊接工艺研究
发布时间：2021-11-15 01:45
铜作为广泛应用的金属材料,拥有良好的导热、导电、延展和耐腐蚀等性能,但不足之处在于造价成本较高。而铝的导电导热性能接近铜且造价成本低,工业中通常用铝来代替部分铜以降低生产成本。通常来说,由于铜和铝两种材料在物理和化学性质上有着较大的差别,因而铜铝异种材料焊接难度很大。在薄、中、厚板方面铜铝焊接常采用的方式是连续激光焊、搅拌摩擦焊、钎焊,而本课题的研究方向是超薄铜铝复合结构在3C电子产品中的应用,常规焊接方式均不适用。经调研比对,纳秒光纤激光焊接方式适用于超薄难焊材料的焊接。纳秒脉冲光纤激光焊接是一种新兴的焊接方式。和其他常见焊接方式相比,其主要优势为:脉宽为纳秒级别、焊接热影响区非常小、焊件变形也非常小;焊点尺寸可以灵活调节并调至非常小;高重复频率激光束输出,可重复性好。这种焊接方式目前处于应用阶段,国内外对其进行细致的研究很少,特别是在超薄异种难焊材料领域。本课题的目的是研究纳秒脉冲光纤激光器焊接0.1 mm厚铜、铝异种材料的工艺窗口、焊缝成形机理、铜铝复合结构的电学和力学性能以及接头的断裂机理。本文首先分析八种脉冲宽度所对应的脉冲波形以及单脉冲能量,选择出最适于纳秒脉冲焊接的脉冲宽...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
铜铝过渡区微观组织形貌
图 1.2 特定搅拌速度下焊缝区温度随时间变化曲线铜铝异种合金钎焊焊，就是将钎料和焊件同时加热直至钎料熔化，再使液态材料完成焊接的方式，这里钎料的熔点应当低于焊件熔点[37-40]。优点：①由于钎焊温度较母材的熔点低得多，因此能产生不好的影响；②钎焊加热温度低，可以实现对焊件形小，容易保证结构尺寸，钎焊接头可以实现精密装配；③生产的自动化程度；④能够对形状独特或者粗细差别较大接。缺点：①钎焊接头的强度一般较低且耐热性能较差；搭接的方式，因此增加了母材的消耗量和结构的重量；③生不同程度的电化学腐蚀。学的刘正林[41]，对铜铝钎焊中 Zn-Al 钎料的成分比例、合进行了研究。研究结果表明：随着铝含量的升高，Zn-10
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 大学的 BehzadTolaminejad[43]等人，采用爆炸焊接的l，发现在使用低爆炸比的情况下接头的界面是平坦头界面则呈不规则的波浪状。伊朗科技大学的 M.A方式焊接厚度为 3.48mm 的铜和0.36mm 的铝，发现l、CuAl2等组成的金属间化合物层变厚，接头的抗拉随之降低。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Al-Mg焊丝的Ti6Al4V/5A05Al熔钎焊接接头的组织性能[J]. 魏守征,王志英,饶文姬,李志勇,张英乔. 材料热处理学报. 2019(01)
[2]搅拌摩擦焊应用现状及展望[J]. 耿子明,宋杰,王磊,韩鹏,郝彪,李骁. 焊接技术. 2019(01)
[3]不锈钢与铝合金纳秒激光焊接的工艺研究[J]. 王树勇,邹逢,易鑫,叶兵. 应用激光. 2018(05)
[4]美国康奈尔大学联合海军实验室实现半导体-超导体异质结 集两者之优势,为量子计算等开启新机遇[J]. 半导体信息. 2018(02)
[5]铝—铜搅拌摩擦焊搭接焊缝共晶组织形成与抑制[J]. 吴小伟,沈以赴,李博,周冠男,姚磊,胡伟叶. 焊接学报. 2014(01)
[6]铜铝异种金属激光焊接头组织特征及力学性能[J]. 薛志清,胡绳荪,左迪,申俊琦. 焊接学报. 2013(10)
[7]铜铝复合母线排在低压成套开关设备中的研究与应用[J]. 唐大保. 机床电器. 2012(02)
[8]激光焊与其他主要焊接方法的优缺点比较[J]. 电焊机. 2010(11)
[9]纳秒激光烧蚀铝材料的二维数值模拟[J]. 张朋波,秦颖,赵纪军,温斌. 物理学报. 2010(10)
[10]Cu元素对铝/铜钎焊用Zn-Al钎料性能的影响[J]. 刘凤美,杨凯珍,刘师田,刘正林. 热加工工艺. 2009(21)
博士论文
[1]短脉冲及超短脉冲激光对金属的烧蚀及微加工研究[D]. 王晓东.华中科技大学 2009
[2]纳秒激光诱导若干金属材料微结构及其应用研究[D]. 张恒.苏州大学 2008
硕士论文
[1]T2紫铜与1060铝脉冲激光焊接研究[D]. 梅俊歌.中原工学院 2018
[2]超薄板哈氏合金激光焊工艺及接头组织性能研究[D]. 贾鹏飞.吉林大学 2018
[3]薄板不锈钢光纤激光器焊接技术研究[D]. 朱良琴.长江大学 2018
[4]铝/黄铜异种金属激光熔钎焊工艺及机理研究[D]. 李志勇.哈尔滨工业大学 2016
[5]铜/铝搅拌摩擦焊工艺研究[D]. 万於辉.南昌航空大学 2014
[6]大功率光纤激光焊熔池特征识别方法研究[D]. 张勇.广东工业大学 2011
[7]焊接接头的裂纹尖端塑性区及多裂纹断裂模拟[D]. 褚凯.华东理工大学 2011
[8]铝铜钎焊用Zn-Al钎料及其焊接工艺的研究[D]. 刘正林.中南大学 2009
[9]TC4钛合金—钢复合激光焊接工艺研究[D]. 单磊.浙江大学 2006
本文编号：3495777
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
铜铝过渡区微观组织形貌
图 1.2 特定搅拌速度下焊缝区温度随时间变化曲线铜铝异种合金钎焊焊，就是将钎料和焊件同时加热直至钎料熔化，再使液态材料完成焊接的方式，这里钎料的熔点应当低于焊件熔点[37-40]。优点：①由于钎焊温度较母材的熔点低得多，因此能产生不好的影响；②钎焊加热温度低，可以实现对焊件形小，容易保证结构尺寸，钎焊接头可以实现精密装配；③生产的自动化程度；④能够对形状独特或者粗细差别较大接。缺点：①钎焊接头的强度一般较低且耐热性能较差；搭接的方式，因此增加了母材的消耗量和结构的重量；③生不同程度的电化学腐蚀。学的刘正林[41]，对铜铝钎焊中 Zn-Al 钎料的成分比例、合进行了研究。研究结果表明：随着铝含量的升高，Zn-10
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 大学的 BehzadTolaminejad[43]等人，采用爆炸焊接的l，发现在使用低爆炸比的情况下接头的界面是平坦头界面则呈不规则的波浪状。伊朗科技大学的 M.A方式焊接厚度为 3.48mm 的铜和0.36mm 的铝，发现l、CuAl2等组成的金属间化合物层变厚，接头的抗拉随之降低。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Al-Mg焊丝的Ti6Al4V/5A05Al熔钎焊接接头的组织性能[J]. 魏守征,王志英,饶文姬,李志勇,张英乔. 材料热处理学报. 2019(01)
[2]搅拌摩擦焊应用现状及展望[J]. 耿子明,宋杰,王磊,韩鹏,郝彪,李骁. 焊接技术. 2019(01)
[3]不锈钢与铝合金纳秒激光焊接的工艺研究[J]. 王树勇,邹逢,易鑫,叶兵. 应用激光. 2018(05)
[4]美国康奈尔大学联合海军实验室实现半导体-超导体异质结 集两者之优势,为量子计算等开启新机遇[J]. 半导体信息. 2018(02)
[5]铝—铜搅拌摩擦焊搭接焊缝共晶组织形成与抑制[J]. 吴小伟,沈以赴,李博,周冠男,姚磊,胡伟叶. 焊接学报. 2014(01)
[6]铜铝异种金属激光焊接头组织特征及力学性能[J]. 薛志清,胡绳荪,左迪,申俊琦. 焊接学报. 2013(10)
[7]铜铝复合母线排在低压成套开关设备中的研究与应用[J]. 唐大保. 机床电器. 2012(02)
[8]激光焊与其他主要焊接方法的优缺点比较[J]. 电焊机. 2010(11)
[9]纳秒激光烧蚀铝材料的二维数值模拟[J]. 张朋波,秦颖,赵纪军,温斌. 物理学报. 2010(10)
[10]Cu元素对铝/铜钎焊用Zn-Al钎料性能的影响[J]. 刘凤美,杨凯珍,刘师田,刘正林. 热加工工艺. 2009(21)
博士论文
[1]短脉冲及超短脉冲激光对金属的烧蚀及微加工研究[D]. 王晓东.华中科技大学 2009
[2]纳秒激光诱导若干金属材料微结构及其应用研究[D]. 张恒.苏州大学 2008
硕士论文
[1]T2紫铜与1060铝脉冲激光焊接研究[D]. 梅俊歌.中原工学院 2018
[2]超薄板哈氏合金激光焊工艺及接头组织性能研究[D]. 贾鹏飞.吉林大学 2018
[3]薄板不锈钢光纤激光器焊接技术研究[D]. 朱良琴.长江大学 2018
[4]铝/黄铜异种金属激光熔钎焊工艺及机理研究[D]. 李志勇.哈尔滨工业大学 2016
[5]铜/铝搅拌摩擦焊工艺研究[D]. 万於辉.南昌航空大学 2014
[6]大功率光纤激光焊熔池特征识别方法研究[D]. 张勇.广东工业大学 2011
[7]焊接接头的裂纹尖端塑性区及多裂纹断裂模拟[D]. 褚凯.华东理工大学 2011
[8]铝铜钎焊用Zn-Al钎料及其焊接工艺的研究[D]. 刘正林.中南大学 2009
[9]TC4钛合金—钢复合激光焊接工艺研究[D]. 单磊.浙江大学 2006
本文编号：3495777
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