压铸态镁/铝异种合金搅拌摩擦焊接头组织及性能研究

发布时间：2022-07-12 11:59

　　镁合金和铝合金压铸件是工程上常用的轻量化构件,广泛用于汽车、3C产品和电器制造等领域。为了充分发挥其各自的材料特性,提高结构设计的灵活性,在某些工程应用中需要将两者进行焊接连接。由于压铸充型过程中的工艺历史特征,压铸件中往往存在大量微观气孔,在熔化焊时,这些气孔会受热膨胀,导致焊缝产生严重气孔缺陷,并且生成大量脆硬的金属间化合物,严重恶化接头性能。搅拌摩擦焊作为一种固相连接技术,可避免熔化焊导致的严重气孔缺陷,有效减少大量金属间化合物的生成,成为压铸镁和铝合金高质量焊接的理想选择。本课题以常见的压铸态AZ91D镁合金和ADC12铝合金异种合金的搅拌摩擦焊接头为研究对象,通过分析材料的相对位置、搅拌针的偏置、转速等工艺参数对接头宏观形貌和微观组织的影响,研究压铸态镁/铝异种合金搅拌摩擦焊过程的工艺条件、微观组织的演化规律以及其对接头的力学性能的影响机制,探究压铸态镁/铝异种合金搅拌摩擦焊的连接特性,旨在为压铸态镁/铝异种合金的搅拌摩擦焊连接工程应用提供理论及实践支撑。论文主要研究结果如下:（1）压铸态AZ91D镁合金与ADC12铝合金搅拌摩擦焊接工艺试验表明,压铸铝置于前进侧、搅拌针偏向... 

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 压铸态镁/铝异种合金焊接难点
    1.3 镁/铝异种合金搅拌摩擦焊接研究现状
        1.3.1 工艺条件研究
        1.3.2 组织成分和金属间化合物研究
        1.3.3 改进的新型工艺研究
    1.4 铸造镁合金、铝合金搅拌摩擦焊接研究现状
        1.4.1 铸态镁合金搅拌摩擦焊接研究现状
        1.4.2 铸态铝合金搅拌摩擦焊接研究现状
    1.5 本课题的研究内容和研究意义
        1.5.1 本课题的研究内容
        1.5.2 本课题的研究意义
2 试验材料、设备及方法
    2.1 试验材料
    2.2 试验设备
    2.3 试验方法
        2.3.1 试验步骤
        2.3.2 具体的试验内容
    2.4 接头微观组织分析
    2.5 接头力学性能测试
        2.5.1 接头拉伸力学性能测试
        2.5.2 接头显微硬度测试
3 压铸态镁/铝异种合金搅拌摩擦焊接接头组织成分分析
    3.1 热输入分析
    3.2 母材相对位置、转速对接头组织及形貌的影响
        3.2.1 母材相对位置、转速对接头宏观组织的影响
        3.2.2 压铸态镁/铝异种合金搅拌摩擦焊接接头微观组织
    3.3 搅拌头偏置对接头形貌及组织的影响
        3.3.1 接头宏观形貌分析
        3.3.2 接头金相组织
    3.4 焊接接头成分分析
        3.4.1 EDS线扫及面扫分析
        3.4.2 焊核区热力学分析
    3.5 本章小结
4 压铸态镁/铝异种合金搅拌摩擦焊接接头性能研究
    4.1 硬度分析
    4.2 力学性能分析及断裂机制分析
        4.2.1 转速对接头力学性能的影响
        4.2.2 搅拌头偏置对接头力学性能的影响
    4.3 本章小结
5 Cu元素对压铸态镁/铝异种合金FSW接头的影响探索
    5.1 铜元素对接头影响机制
    5.2 接头的宏观形貌
    5.3 接头的微观结构
    5.4 接头的力学性能及断口分析
    5.5 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
附录
    A.作者在攻读硕士学位期间发表的论文
    B.学位论文数据集
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]搅拌摩擦焊修复ZL210铸造铝合金组织与性能分析[J]. 张铁浩,刘雪松,邢艳双.  焊接学报. 2018(04)
[2]Intermetallic Compounds in the Banded Structure and Their Effect on Mechanical Properties of Al/Mg Dissimilar Friction Stir Welding Joints[J]. Hui Shi,Ke Chen,Zhiyuan Liang,Fengbo Dong,Taiwu Yu,Xianping Dong,Lanting Zhang,Aidang Shan.  Journal of Materials Science ＆ Technology. 2017(04)
[3]不同热处理对ADC12压铸铝合金组织和力学性能的影响[J]. 赵嵩郢,史一凡.  热加工工艺. 2017(06)
[4]锌夹层添加对镁-铝异种金属搅拌摩擦点焊接头组织与性能的影响[J]. 徐荣正,刘春忠,倪丁瑞,马宗义.  机械工程学报. 2017(04)
[5]激光焊接镁/铝异种金属的显微组织与性能[J]. 周惦武,田伟,徐少华,刘金水.  稀有金属材料与工程. 2015(10)
[6]铝/镁异种金属搅拌摩擦焊研究现状及发展趋势[J]. 陈玉华,谢吉林,戈军委,曹文明.  精密成形工程. 2015(05)
[7]压铸镁合金AZ91D搅拌摩擦焊接头焊核演变机理研究[J]. 游国强,张均成,谭霞.  材料工程. 2014(02)
[8]压铸镁合金的研究进展及发展趋势[J]. 杨少锋,王再友.  材料工程. 2013(11)
[9]铝合金压铸件微观孔洞三维特征及分布的研究[J]. 万谦,赵海东,邹纯.  金属学报. 2013(03)
[10]压铸镁合金焊接气孔问题研究现状及发展[J]. 游国强,杜娟,谭霞,王向杰.  功能材料. 2013(04)

硕士论文
[1]钇元素对压铸镁合金熔化焊接气孔的影响[D]. 赵旭.重庆大学 2015



本文编号：3659085