锡基巴氏合金埋弧钎焊界面冶金行为

发布时间：2024-05-28 03:17

　　锡基巴氏合金由于其良好的减磨特性被广泛应用于船舶、汽轮机、航空航天等轴承零部件表面耐磨层的制备。与其它在钢基体上制备锡基巴氏合金层的方法相比,埋弧钎焊法制备锡基巴氏合金层具有绿色制造、节约资源、良好的接合性能等优点,然而关于锡基巴氏合金埋弧钎焊过程中界面冶金行为的研究几乎空白。因此,研究锡基巴氏合金埋弧钎焊过程中的界面冶金行为,对改善Fe/Sn异种合金接头性能以及提高其使用价值具有重要意义。首先分析了埋弧钎焊过程中弧-金界面的冶金行为,由于电弧热场的作用,电弧周围形成一个充满了金属蒸汽和焊剂分解物混合烟气的空腔,焊剂中碳酸钙分解释放出来的CO₂,一方面形成气罩减小了电弧区有害气体O₂和H₂的分压,避免高温环境下钢基体表面的再次氧化,创造了良好的界面环境,另一方面增加液态巴氏合金的搅拌力度,促进冶金反应产生的熔渣上浮到金属表面;同时碳酸钙分解形成的CaO和焊剂中的碱性氟化物NaF可以调节熔渣的碱度,降低扩散氢的含量,消除因氢引起的焊接缺陷。钙原子和钠原子电离势较低,容易失去电子,可以提高电弧电导率,从而起到稳定电弧的作用。...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景及意义
    1.2 锡基巴氏合金制备工艺以及接合性能研究现状
    1.3 电弧冶金行为研究现状
    1.4 焊接接合界面冶金行为研究现状
    1.5 本文的研究内容
第2章 试验材料、设备及研究方法
    2.1 试验材料
    2.2 试验设备
    2.3 研究方法
第3章 锡基巴氏合金埋弧钎焊弧-金界面冶金行为
    3.1 引言
    3.2 电弧热场作用下造气剂对熔滴过渡的影响
    3.3 弧-金界面冶金反应过程去膜剂的作用
    3.4 电弧稳定性的影响因素
    3.5 实验参数
    3.6 实验结果
        3.6.1 不同焊接电流条件下的焊缝成形
        3.6.2 不同焊接时间条件下的焊缝成形
    3.7 本章小结
第4章 锡基巴氏合金埋弧钎焊渣-金界面冶金行为
    4.1 引言
    4.2 熔渣共存理论
    4.3 渣-金界面冶金熔体的反应模式
    4.4 渣-金界面冶金反应对钎料铺展的影响
    4.5 钢板表面液态巴氏合金的润湿模型
    4.6 本章小结
第5章 锡基巴氏合金埋弧钎焊接合界面冶金行为
    5.1 引言
    5.2 界面冶金过程的元素迁移行为
    5.3 金属间化合物生长热力学分析
    5.4 埋弧钎焊温度场研究
        5.4.1 温度场模型的建立
        5.4.2 网格划分
        5.4.3 热源模型的建立
        5.4.4 边界换热系数的处理
        5.4.5 材料热物理参数的选取
        5.4.6 温度场模拟结果及分析
    5.5 金属间化合物生长动力学分析
        5.5.1 金属间化合物生长行为理论描述
        5.5.2 金属间化合物生长动力学方程
        5.5.3 方程的计算及结果分析
    5.6 本章小结
第6章 接合界面冶金反应对微观结构和接头性能的影响
    6.1 引言
    6.2 埋弧钎焊界面冶金行为对接头力学性能的影响
        6.2.1 Fe/Sn异种合金埋弧钎焊接头硬度分析
        6.2.2 Fe/Sn异种合金埋弧钎焊接头结合强度分析
    6.3 埋弧钎焊界面层微观结构
        6.3.1 界面层组织形态
        6.3.2 界面层反应产物
    6.4 埋弧钎焊界面层的结构演变
    6.5 界面层生长最佳能量控制
    6.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢



本文编号：3983415