基于中间介质A6061铝合金与Q235低碳钢电阻点焊的研究

发布时间：2017-10-31 04:17

  本文关键词：基于中间介质A6061铝合金与Q235低碳钢电阻点焊的研究

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【摘要】：近年来,为了实现人类社会的可持续发展,节能减排越来越受到人们的重视,低碳经济已成为世界经济发展的大趋势。汽车的轻量化已成为实现我国汽车工业发展的高速度与低碳排放、建设环境友好型社会之间协调发展的必然选择。作为车身主要材料的钢逐渐向轻合金材料转变,以减轻车身自重。因此,铝合金与钢异种材料的连接是不可缺少的。然而,由于铝合金和钢在物理、冶金性能方面存在较大的差异,采用常规焊接方法难以实现二者的连接。本研究分别以钎料Al86Si6Mg8和Al Si12薄带为中间介质对铝合金A6061与低碳钢Q235进行了点焊,利用光学显微镜、扫描电子显微镜观察、分析接合界面区显微组织特性。探讨了焊接电流、焊接时间及电极压力对熔核尺寸和接头抗剪力的影响。在此基础上,还研究了界面组织对接头力学性能的影响。另外,以铆钉为中间介质,对铝合金与钢进行了焊接,研究了接头组织,性能,开发了一种电阻铆焊工艺用于点焊铝合金与低碳钢。对于三种电阻点焊接头,均在接合界面观察到了带状反应层生成,其主要由Fe2Al5和FeAl3组成,反应层的厚度随界面上位置的变化而变化。对于铝合金与低碳钢的夹层电阻点焊,采用Al86Si6Mg8与Al Si12钎料层作为中间过渡层,均能达到抑制界面金属间化合物生长的效果,而采用AlSi12钎料层的抑制效果较好。本研究所得不加中间层、施加Al86Si6Mg8中间层、AlSi12中间层的铝合金/低碳钢点焊接头的最大抗剪载荷分别为4.5 kN、5.2 kN与4.75 k N。结果显示了在铝合金与钢之间添加含硅的中间层可有效改善接头性能,但是若硅含量过高则引起接头抗剪力的下降。铝合金与钢的电阻铆焊结果显示了在铝/铆钉、铝/钢接合界面均有反应层的形成,两界面的反应物分别是Fe Al与Fe Al3。焊接电流为21 k A时所得接头的抗剪载荷最大,为4.1 kN。结果表明采用电阻铆焊方法焊接铝合金与钢是比较有效的。
【关键词】：电阻点焊 铝合金 低碳钢 组织 性能 介质
【学位授予单位】：河南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG453.9
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 绪论8-18
• 1.1 研究背景及目的8-9
• 1.2 铝合金与钢异种材料的焊接性9-10
• 1.3 国内外研究现状10-15
• 1.3.1 铝合金与钢熔钎焊10-12
• 1.3.2 铝合金与钢摩擦焊及搅拌摩擦焊12-13
• 1.3.3 铝合金与钢爆炸焊13-14
• 1.3.4 铝合金与钢钎焊14-15
• 1.3.5 铝合金与钢电阻点焊的研究15
• 1.4 本课题研究内容及创新点15-18
• 1.4.1 研究内容15-16
• 1.4.2 创新点16-18
• 第2章 实验材料与方法18-28
• 2.1 实验材料18-20
• 2.1.1 母材18
• 2.1.2 中间介质材料18-20
• 2.2 实验方法20-28
• 2.2.1 焊接20-24
• 2.2.2 焊接接头力学性能测试24-25
• 2.2.3 焊接接头的微观观察分析25-28
• 第3章 基于中间层的铝合金/低碳钢的电阻点焊接头性能28-48
• 3.1 不加中间层的铝合金/低碳钢电阻点焊接头特性28-32
• 3.1.1 接头的宏观特性28-29
• 3.1.2 接头的微观特性29-30
• 3.1.3 焊接参数对接头性能的影响30-32
• 3.2 基于Al86Si6Mg8中间层铝合金/低碳钢电阻点焊接头性能32-39
• 3.2.1 AlSi Mg中间层特性分析32
• 3.2.2 Al86Si6Mg8中间层厚度选择32-33
• 3.2.3 基于Al86Si6Mg8中间层焊接接头界面区组织微观特性33-35
• 3.2.4 焊接参数对接头性能的影响35-38
• 3.2.5 接头断裂的特征分析38-39
• 3.3 基于Al Si12中间层铝合金/钢电阻点焊接头性能39-46
• 3.3.1 AlSi12中间钎料层的熔点及成分分析39-40
• 3.3.2 AlSi12中间层厚度对焊接接头抗剪强度的影响40-41
• 3.3.3 基于AlSi12中间层铝合金/低碳钢电阻点焊界面组织41-42
• 3.3.4 焊接参数对接头性能和熔核直径影响42-46
• 3.4 本章小结46-48
• 第4章 铝合金/低碳钢电阻铆焊接头性能48-56
• 4.1 铝合金/低碳钢电阻铆焊接头宏观特性48-49
• 4.2 铝合金/低碳钢电阻铆焊接头的微观特性49-52
• 4.3 焊接电流对铝合金/低碳钢电阻铆焊接头的影响52-53
• 4.4 电阻铆焊接头断.分析53-54
• 4.5 本章小结54-56
• 第5章 结论56-58
• 参考文献58-64
• 致谢64-65
• 攻读学位期间的研究成果65

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本文编号：1120744