铝合金与钢异种金属电弧铣钎焊

发布时间：2017-10-23 05:26

  本文关键词：铝合金与钢异种金属电弧铣钎焊

  更多相关文章： 5052铝合金 Q235低碳钢 电弧铣钎焊 波浪状界面 金属间化合物

【摘要】：本文利用电弧铣钎焊技术成功实现了5052铝合金与Q235低碳钢的焊接。填充焊丝为Zn-Al15合金丝。主要原理为焊丝在TIG电弧加热时熔化填充焊缝,利用铣刀的搅拌铣削作用去除钢侧表面氧化膜,使得钎料与钢母材发生反应实现冶金结合。钎料与钢结合形成钎焊接头,而钎料与铝合金形成熔焊接头。该焊接方法改变了铝合金/钢焊接接头的宏观形貌及显微组织特征,特别是使得整个接头最薄弱区域的钢侧界面呈波浪状,钎料与钢母材反应生成的金属间化合物层(IMC层)厚薄不一、断续分布。钢侧界面最大剪切强度可以达到194 MPa,断裂模式为脆性断裂。最大拉伸强度为130.7MPa,接头断裂于钢侧界面。在铝合金与钢的电弧铣钎焊工艺研究中,主要研究了铣刀旋转铣削钢侧与否、铣刀旋转方向、焊接电流、铣刀铣削量、铣刀旋转速度以及钢侧坡口角度对接头的宏观形貌、显微组织及力学性能的影响规律。在现有焊接条件下获得了接头力学性能最佳的工艺参数为:焊接速度44mm/min、送丝速度720mm/min、焊接电流70A、铣刀逆时针旋转、铣刀铣削量0.1mm、铣刀旋转速度2720r/min以及钢侧开30°坡口。在铝合金与钢的电弧铣钎焊工艺研究基础上,对其进行了机理试验,建立了铝合金与钢电弧铣钎焊物理模型。整个焊接接头的形成过程可划分为四个阶段:①焊丝通过电弧加热熔化填充焊缝阶段;②电弧加热与铣刀搅拌熔池同时作用的熔钎焊阶段;③铣刀铣削钢侧焊接阶段;④铣刀铣削钢侧之后液态钎料与母材最后反应阶段。
【关键词】：5052铝合金 Q235低碳钢 电弧铣钎焊 波浪状界面 金属间化合物
【学位授予单位】：重庆理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG457.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-20
• 1.1 本课题的背景及意义10-11
• 1.2 铝/钢异种金属连接现状11-18
• 1.2.1 压力焊11-14
• 1.2.2 熔焊14-15
• 1.2.3 钎焊15
• 1.2.4 熔钎焊15-18
• 1.3 本课题主要研究内容18-20
• 2 试验材料和方法20-26
• 2.1 试验材料20-21
• 2.1.1 试验母材20
• 2.1.2 填充材料的选择20-21
• 2.2 试验方法21-25
• 2.2.1 焊接设备及原理21-24
• 2.2.2 焊接工艺流程24-25
• 2.3 测试方法25-26
• 2.3.1 力学性能测试25
• 2.3.2 显微组织分析25-26
• 3 铝合金与钢异种金属电弧铣钎焊工艺探索26-38
• 3.1 铝合金与钢TIG熔钎焊26-32
• 3.1.1 宏观形貌26-28
• 3.1.2 显微组织28-31
• 3.1.3 力学性能31-32
• 3.1.4 断口分析32
• 3.2 铣刀搅拌作用对铝合金/钢焊接接头的影响32-36
• 3.2.1 宏观形貌32-33
• 3.2.2 显微组织33-35
• 3.2.3 力学性能35-36
• 本章小结36-38
• 4 铝合金与钢异种金属电弧铣钎焊工艺研究38-66
• 4.1 铣刀旋转方向对铝合金/钢焊接接头的影响38-44
• 4.1.1 宏观形貌38-39
• 4.1.2 显微组织39-43
• 4.1.3 力学性能43
• 4.1.4 断口分析43-44
• 4.2 焊接电流对铝合金/钢焊接接头的影响44-50
• 4.2.1 宏观形貌44-46
• 4.2.2 显微组织46-49
• 4.2.3 力学性能49-50
• 4.3 铣刀铣削量对铝合金/钢焊接接头的影响50-54
• 4.3.1 宏观形貌50-51
• 4.3.2 显微组织51-54
• 4.3.3 力学性能54
• 4.4 铣刀旋转速度对铝合金/钢焊接接头的影响54-59
• 4.4.1 宏观形貌54-56
• 4.4.2 显微组织56-59
• 4.4.3 力学性能59
• 4.5 钢侧坡口角度对铝合金/钢焊接接头的影响59-63
• 4.5.1 宏观形貌60-61
• 4.5.2 显微组织61-62
• 4.5.3 力学性能62-63
• 本章小结63-66
• 5 铝合金与钢异种金属电弧铣钎焊连接机理66-74
• 5.1 连接机理试验方法66-67
• 5.2 铣刀距横截面“S”的不同位置对接头成形的影响67-71
• 5.3 连接机理物理模型71-73
• 本章小结73-74
• 6 结论74-76
• 致谢76-78
• 参考文献78-82
• 个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果82

【共引文献】

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本文编号：1081818