磁场辅助钛/铝异种金属MIG熔—钎焊工艺及机理研究

发布时间：2023-04-22 23:24

　　钛/铝异种金属复合构件能够同时兼备钛合金和铝合金的性能优势,满足不同工作条件对材质的要求,被广泛应用于航空航天、汽车产业等领域。然而由于钛、铝都是活性金属,两者在熔点、热导率、线膨胀系数和晶格结构等物化性能上存在较大差异,且极易生成脆性的金属间化合物,使得钛/铝异种金属的连接存在较大困难。电弧焊接方法具有优良的经济性和灵活性,但是由于其较高的电弧温度和高温停留时间,使得在异种金属连接方面受到限制。外加纵向磁场能够对焊接电弧及熔滴过渡进行优化调控,有效控制焊接热输入,有望改善传统电弧焊接方法的不足。本文选用ER4043焊丝,采用外加纵向磁场辅助冷金属过渡技术对2mm厚度的6061-T6铝合金和1mm厚度的TA2工业纯钛进行搭接实验。文中首先研究了纵向磁场辅助钛/铝异种金属熔钎焊接头的焊缝成形、力学性能及断裂机理。研究表明,外加纵向磁场能够显著改善钛/铝异种金属焊接接头的焊缝成形,增强焊缝金属在钛合金母材表面的润湿铺展性,界面有效连接面积增加。对接头力学性能分析表明,在外加纵向磁场的作用,焊接接头的拉伸强度整体上得到提高。随着磁场励磁电流的增加,接头断裂位置由钎焊界面处转变为钛合金母材侧,...

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2. 国内外研究现状
        1.2.1 钛/铝异种金属焊接性分析
        1.2.2 钛/铝异种金属扩散焊
        1.2.3 钛/铝异种金属搅拌摩擦焊
        1.2.4 钛/铝异种金属钎焊
        1.2.5 钛/铝异种金属熔钎焊
    1.3 磁场在焊接领域的研究进展
    1.4 本文主要研究内容
第2章 试验材料、设备及方法
    2.1 试验材料
    2.2 试验设备
        2.2.1 焊接系统
        2.2.2 外加磁场发生装置
    2.3 微观组织及性能分析
        2.3.1 微观组织分析方法及设备
        2.3.2 力学性能分析方法及设备
    2.4 温度场及电信号采集系统
第3章 磁场辅助钛/铝熔钎焊工艺及性能研究
    3.1 工艺参数对接头焊缝成形的影响
        3.1.1 不同搭接形式下焊缝成形
        3.1.2 不同励磁电流下焊缝成形
        3.1.3 不同磁场频率下焊缝成形
        3.1.4 不同焊接电流下焊缝成形
    3.2 搭接形式对接头力学性能及断裂行为的影响
    3.3 磁场参数对接头力学性能及断裂行为的影响
        3.3.1 接头断裂位置及抗拉强度
        3.3.2 接头断裂于钛/铝钎焊界面
        3.3.3 接头断裂于焊缝金属
        3.3.4 接头断裂于钛母材
    3.4 本章小结
第4章 磁场辅助钛/铝熔钎焊界面微观组织特征
    4.1 焊缝和熔合区微观组织特征
    4.2 钛/铝钎焊连接界面微观组织特征
        4.2.1 搭接形式对接头微观组织的影响
        4.2.2 励磁电流对接头微观组织的影响
        4.2.3 磁场频率对接头微观组织的影响
        4.2.4 焊接电流对接头微观组织的影响
    4.3 本章小结
第5章 外加纵向磁场对钛/铝熔钎焊作用机理研究
    5.1 外加纵向磁场对焊接电弧行为的影响
        5.1.1 励磁电流对电弧行为的影响
        5.1.2 磁场频率对电弧行为的影响
        5.1.3 外加纵向磁场对焊接电弧的影响机理
    5.2 外加纵向磁场对熔滴过渡过程的影响
        5.2.1 励磁电流对熔滴过渡的影响
        5.2.2 磁场频率对熔滴过渡的影响
        5.2.3 外加纵向磁场对熔滴过渡的影响机理
    5.3 钛/铝界面层生长热力学分析
    5.4 外加纵向磁场作用下钛/铝界面反应层生成机制
        5.4.1 外加纵向磁场对熔池流动性的影响
        5.4.2 外加纵向磁场对钛/铝界面反应层生长行为的影响
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢



本文编号：3798611