7A04铝合金/304不锈钢摩擦焊接工艺及焊后热处理研究

发布时间：2022-10-20 20:05

　　长久以来,铝合金与不锈钢的连接都是焊接领域的难点,因为两者的物化性能差别很大,使用一般的焊接方式很难将两者进行可靠连接。摩擦焊技术具有很多突出优点,十分适合异种金属的焊接。目前,关于7A04铝合金/304不锈钢摩擦焊接的相关研究未见报道,本文对这两种材料的摩擦焊接工艺进行了相关研究,对接头的力学性能、微观组织、元素扩散等进行了测试分析,并探究了焊后热处理对接头性能与组织的影响。研究结果表明,对于直径20mm的7A04铝合金和304不锈钢棒材,当采用转速600r/min,摩擦压力90MPa,轴向缩短量3mm,顶锻压力150MPa,顶锻时间10s的摩擦焊参数时,接头飞边形貌良好,焊缝无孔隙、杂质等缺陷,其抗拉强度达到114MPa。接头铝合金一侧微观组织分可为3个区域:细晶区、变形区和母材区。细晶区的组织发生动态再结晶,晶粒细化,有利于提高接头性能;变形区组织受摩擦扭矩和轴向压力影响呈条状挤压形态。不锈钢组织没有发生明显变化。接头焊合区的元素发生了互扩散现象,金属间化合物层的厚度对接头性能影响很大,采用上述工艺时,元素扩散距离相对较短,扩散层厚度为2.5μm左右,有效避免了生成过多金属间化合... 

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 摩擦焊技术简介
        1.2.1 摩擦焊的基本原理
        1.2.2 摩擦焊的基本过程
        1.2.3 摩擦焊工艺参数对接头质量的影响
        1.2.4 摩擦焊的工艺特点
        1.2.5 摩擦焊的应用
    1.3 铝/钢异种金属焊接研究进展
        1.3.1 铝/钢异种金属焊接性分析
        1.3.2 铝/钢异种金属焊接研究进展
    1.4 异种金属接头焊后热处理
    1.5 本课题研究目的及内容
第2章 实验材料、设备及方法
    2.1 实验材料
    2.2 实验方法及工艺
        2.2.1 摩擦焊工艺
        2.2.2 退火处理工艺
    2.3 检测与分析方法
        2.3.1 拉伸性能测试
        2.3.2 扫描电镜分析
        2.3.3 金相组织分析
        2.3.4 显微硬度分析
        2.3.5 XRD分析
第3章 7A04铝合金/304不锈钢摩擦焊工艺研究
    3.1 飞边宏观形貌比较与分析
    3.2 焊缝观察与分析
    3.3 接头拉伸性能测试
    3.4 拉伸断口分析
        3.4.1 断口形貌分析
        3.4.2 断口XRD物相分析
    3.5 接头微观组织分析
        3.5.1 7A04铝合金侧微观组织分析
        3.5.2 304不锈钢侧微观组织分析
    3.6 接头元素扩散分析
    3.7 接头显微硬度分析
    3.8 本章小结
第4章 7A04铝合金/304不锈钢摩擦焊接头焊后热处理工艺研究
    4.1 退火工艺对接头焊合区微观形貌的影响
        4.1.1 350℃退火工艺下接头焊合区的微观形貌
        4.1.2 400℃退火工艺下接头焊合区的微观形貌
        4.1.3 450℃退火工艺下接头焊合区的微观形貌
        4.1.4 500℃退火工艺下接头焊合区的微观形貌
    4.2 退火工艺对接头焊合区微观组织的影响
        4.2.1 350℃退火工艺下接头焊合区的微观组织
        4.2.2 400℃退火工艺下接头焊合区的微观组织
        4.2.3 450℃退火工艺下接头焊合区的微观组织
    4.3 退火工艺对接头焊合区元素扩散的影响
        4.3.1 350℃退火工艺下接头焊合区的元素扩散
        4.3.2 400℃退火工艺下接头焊合区的元素扩散
        4.3.3 450℃退火工艺下接头焊合区的元素扩散
    4.4 退火工艺对接头焊合区显微硬度的影响
        4.4.1 350℃退火工艺下接头焊合区的显微硬度
        4.4.2 400℃退火工艺下接头焊合区的显微硬度
        4.4.3 450℃退火工艺下接头焊合区的显微硬度
    4.5 退火工艺对接头拉伸性能的影响
    4.6 退火处理后的接头拉伸断口分析
        4.6.1 断口形貌分析
        4.6.2 断口XRD物相分析
    4.7 本章小结
结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果


【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：3695215