Ti/Al“搅拌摩擦点焊—钎焊”复合焊接工艺及机理研究

发布时间：2022-08-01 18:23

　　Ti/Al异种金属复合结构因具有质量轻、强度高等优点成为目前需要重点突破的关键技术之一。本研究主要采用热浸渗Al-Si钎料技术、“搅拌摩擦点焊-钎焊”复合焊接技术对Ti/Al异种金属进行焊接,研究了工艺参数（渗铝工艺和焊接工艺）对接头力学性能的影响规律,通过断口分析阐明了搅拌摩擦点焊-钎焊复合接头的断裂机制;对比分析了搅拌摩擦点焊-钎焊（Friction Stir Spot Welding-Brazing,FSSW-B）复合焊接接头和搅拌摩擦钎焊（Friction Stir Spot Brazing,FSSB）接头的力学性能,对钎焊的辅助效果进行了量化计算;同时采用SEM、EDS等分析测试方法分析了接头的微观组织及界面结构,并对FSSW-B接头形成机理进行了研究,揭示了复合接头的强化机制。研究结果表明:FSSW-B复合接头抗拉剪力随着搅拌头旋转速度和焊接停留时间的增加呈先上升后下降的趋势,而渗铝时间对复合接头的影响总体表现为逐渐下降的趋势,当渗铝时间为5min、搅拌头转速为1180rpm、焊接停留时间为18s时,接头的最大抗拉剪力达到15.8kN,与现有水平相比,提高了13.9%。FS... 

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 异种金属搭接焊接研究现状
    1.3 异种金属搅拌摩擦钎焊研究现状
    1.4 异种金属钎焊研究现状
    1.5 搅拌摩擦点焊-钎焊复合焊接
        1.5.1 异种金属搅拌摩擦点焊-钎焊复合焊接的提出背景
        1.5.2 Ti/Al异种金属搅拌摩擦点焊-钎焊复合焊接存在的问题
    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
    2.2 试验设备
    2.3 试验方法
        2.3.1 钛合金表面渗铝工艺
        2.3.2 试验方案设计
    2.4 分析测试方法
        2.4.1 光学显微镜分析
        2.4.2 扫描电子显微镜分析
        2.4.3 X射线衍射分析
        2.4.4 力学性能测试
第3章 钛/铝FSSW-B复合焊接接头性能研究
    3.1 渗铝工艺研究
        3.1.1 渗层结构分析
        3.1.2 渗铝时间对渗层厚度的影响
    3.2 FSSW-B复合焊接接头拉剪性能
        3.2.1 渗铝时间对接头拉剪性能的影响
        3.2.2 旋转速度对接头拉剪性能的影响
        3.2.3 停留时间对接头拉剪性能的影响
    3.3 焊接接头断裂机制分析
        3.3.1 复合焊接接头断裂路径分析
        3.3.2 复合焊接接头断口分析
        3.3.3 接头断裂机制
    3.4 本章小结
第4章 钛/铝异种金属FSSB接头性能研究
    4.1 Si含量和停留时间对接头性能的影响
    4.2 断口分析
    4.3 钎焊辅助效果计算
    4.4 本章小结
第5章 钛/铝异种金属FSSW-B复合接头的形成机理
    5.1 焊缝产热模型
    5.2 复合接头微观组织及界面结构研究
        5.2.1 复合接头横截面宏观形貌
        5.2.2 点焊区微观组织
        5.2.3 FSSW-B复合焊接接头点焊区形成机理
        5.2.4 钎焊区微观组织
        5.2.5 钎焊区界面结构形成机理
    5.3 FSSW-B复合焊接接头的强化机制
    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
致谢



本文编号：3667948