铜镀层辅助调控镁/钛激光熔钎焊界面行为及反应机理研究

发布时间：2025-03-19 22:47

　　面对环境保护及提高能源利用率的要求,实现镁/钛之间可靠的冶金连接既能实现结构件减重、节能减排的目的,又能扩大两者的推广与应用。然而两种金属的物理性能差异较大,且相互之间既不互溶也不反应。因此,选择合适的焊接方式及中间过渡元素,调控界面反应成为连接镁/钛的研究重点之一。相关研究结果表明,控制焊接工艺参数中的热输入及中间过渡元素的含量是调控界面反应的有效途径。本文选用AZ92镁合金焊丝作填充材料,对1.5mm厚的AZ31B镁合金与1mm厚的Ti-6Al-4V钛合金进行铜镀层辅助的激光熔钎焊搭接试验,对接头元素分布、界面微观结构及力学性能进行研究,阐明Cu元素对镁/钛异种金属冶金连接的调控作用。首先观察了不同激光功率下镁/镀铜钛界面的微观结构。结果表明界面Ti₃Al反应层厚度随激光功率的增大而增加,有效增强界面冶金结合。但过大的激光功率会造成镁合金焊缝的烧损,不利于焊缝成形及接头力学性能。随后分析了Cu含量对接头微观组织演变规律及断裂载荷的影响。结果显示,激光直接作用区界面仅有Ti₃Al反应层生成,且界面Ti-Al扩散区域随镀层厚度的增加变宽。中间区...

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【部分图文】：

图1-1镁-钛二元相图

表1-1所示为镁、钛的部分物理性能。由表异较大，表明使用传统的熔焊工艺会造成镁合金的剧烈烧约为钛的11倍，线膨胀系数约为钛的3倍，这也就意味着易产生较大的热应力，发生变形。所以精确控制焊接过程好的焊接接头至关重要。表1-1镁-钛的物理性能[23]℃)比热(JK-....

图1-3不同铝含量条件下镁/钛接头强度[25]

图1-3不同铝含量条件下镁/钛接头强度[25]性能更好的镁/钛接头，抑制Ti-Al金属间化合物的进一步研究[26]。利用AMCa602(6%Al-2%Ca)镁合金母的反应生成Al2Ca，消耗Al原子阻碍Ti-Al间的反应M60(6%Al)镁合金作母材的接头相比....

图1-4镁/钛接头界面TEM形貌

图1-4镁/钛接头界面TEM形貌[26]]利用搅拌摩擦焊技术连接ZK60镁合金的界面反应层能提高接头拉伸强度(237界面没有反应层生成，接头强度很低。作用。[30]研究了ZK61镁合金/TA2钛合金搅间的关系。作者认为，焊接过程中摩

图1-5不同焊接参数下镁/钛接头剪切强度[40]

可以避免扩散焊/钎焊过程中，因保温时间长合物的问题。Atieh[41]随后通过使用镍箔-铜箔复度(57MPa)。试验观察发现，金属箔片厚度会通头强度。当界面有大量金属间化合物生成时，接头强度。之后，Atieh[42,43]等通过电镀层的方式/钛接头力学性能。当镀层厚度为12μ....

本文编号：4036971