铝—铜异种金属平板磁脉冲焊焊接工艺与微观结构研究
发布时间：2020-12-30 10:12
近年来在电力行业中,电力器件小型化、轻量化及成本经济化已经成为一个明显的趋势。在保证使用性能的前提下,以铝-铜组合构件代替全铜构件是轻量化且降低成本的一种有效方法。但采用熔化焊方法对铝-铜异种金属进行连接,其焊接工艺难度大、焊缝中易产生金属间化合物以及焊接接头质量不佳。磁脉冲焊接（Magnetic Pulse Welding,MPW）是基于电磁成型原理的固相焊接技术,焊接过程不发生母材金属的熔化,极大限制了金属间化合物的产生,因此磁脉冲焊接技术在物理性能差异较大的异种金属焊接方面具有广阔的应用前景。本文以铝、铜平板件为研究对象,采用试验与有限元模拟相结合的方式,对铝-铜平板磁脉冲焊的焊接工艺及接头形貌进行了系统性研究。本文以1060铝板与T2铜板为母材进行板件磁脉冲焊接试验,通过拉伸试验、剥离试验以及对焊缝宽度的测量来研究放电电压、板间间隙、搭接位置等焊接工艺参数对接头连接效果的影响。结果表明:板件磁脉冲焊接时,存在最优的板间间隙区间;焊缝的宽度与接头强度随着放电电压的增加而增加;铝板与线圈错开距离大于3mm时,焊缝由原先的扁平椭圆形焊缝变为单条连接带的焊缝。通过光学显微镜对Al-Cu...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
铝-铜二元相图
焊所使用的高能量密度的光束可以克服铝-铜异种金属起的熔化问题，并且可以精确控制两种金属熔化的比铜焊接上显示出明显的优势[23]。Mohammad M. Hailat 等厚度分别为 0.49mm 和 0.54mm 的铝-铜异种金属的连图 1.2 所示。Mohammad M. Hailat 等人的研究证明了在充物（锡合金）可以增加接头的抗剪切强度，增加铝-降低焊接时所产生金属间化合物的脆性。与激光焊一样，都属于高能量密度的焊接工艺。电子束间不加合金层，将得到含有大量金属间化合物 CuAl2的而采用加中间层的电子束焊可以获得优良的焊接接头束焊技术，成功实现了 1050 纯铝和 T2 纯铜的对接，研铜异种金属得到的焊缝组织均匀致密，组织呈板条状。焊工艺焊接 2mm 厚的铝-铜板时发现，电子束流的冲击作用。
图 1.3 焊接能量为 1000J 时焊接界面金相组织[40]Fig.1.3 Microstructure of welding seam at 1000J[40]接接过程中，两个待焊工件被压紧在一起，并置于真空温度低于待焊工件母材的熔点），持续的压力使微观凸扩散从而达到冶金连接效果。白莉等人[44]在对铝合金现，随着焊接时间的延长，接头扩散层的厚度以及接增大的幅度不断减小。张永琴[45]对铝合金与铜的扩散温 120min 的条件下进行焊接，得到的扩散焊接头组织合物从铝合金一侧到铜一侧依次为 Al2Cu、Cu12Al9与面平整与光洁，并且可以均匀地施加压力，所以导致定的限制。利用炸药在爆炸时产生的冲击力使被焊工件获得较大互撞击来实现连接的一种焊接方法。G.H.S.F.L. Carva
【参考文献】：
期刊论文
[1]铝铜异种材料线性摩擦焊接头的微观组织与力学性能[J]. 周楠,戚文军,宋东福. 稀有金属材料与工程. 2017(05)
[2]汽车车身异种金属板件磁脉冲焊接工艺研究[J]. 崔俊佳,袁伟,李光耀. 汽车工程. 2017(01)
[3]保温时间对铝/铜钎焊接头界面化合物和力学性能的影响[J]. 叶政,羊浩,黄继华,陈树海. 焊接学报. 2016(12)
[4]中国铝资源行业现状研究及发展建议[J]. 刘雨蒙,马广鑫. 中国矿业. 2016(08)
[5]铝/铜电子束焊接头的显微组织与力学性能[J]. 郑森,程东海,陈益平,胡德安. 中国有色金属学报. 2016(05)
[6]中国铜资源产业形势分析及发展对策建议[J]. 田尤,杨为民,申俊峰,曾祥婷. 资源与产业. 2015(04)
[7]铝/铜异种材料填丝钨极氩弧焊对接接头的组织和性能[J]. 彭迟,程东海,陈益平,胡德安. 中国有色金属学报. 2015(04)
[8]日本海外金属矿产资源勘查机制与启示[J]. 陈喜峰,叶锦华,蔡纲,向运川,陈秀法. 资源与产业. 2014(05)
[9]焊接能量对铝/铜超声波焊接接头显微组织的影响[J]. 李东,赵杨洋,张延松. 焊接学报. 2014(02)
[10]Ti对Zn-22Al-xTi钎料及Cu/Al钎焊接头性能的影响（英文）[J]. 姬峰,薛松柏,戴玮. 稀有金属材料与工程. 2013(12)
博士论文
[1]3A21铝合金-20#钢管件磁脉冲焊接数值模拟与工艺试验[D]. 徐志丹.哈尔滨工业大学 2013
硕士论文
[1]铝合金与镁、铜焊接工艺及接头组织和性能研究[D]. 张永琴.西安科技大学 2017
[2]基于集磁器线圈的3A21铝合金-20钢管磁脉冲连接研究[D]. 赵志学.哈尔滨工业大学 2011
本文编号：2947469
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
铝-铜二元相图
焊所使用的高能量密度的光束可以克服铝-铜异种金属起的熔化问题，并且可以精确控制两种金属熔化的比铜焊接上显示出明显的优势[23]。Mohammad M. Hailat 等厚度分别为 0.49mm 和 0.54mm 的铝-铜异种金属的连图 1.2 所示。Mohammad M. Hailat 等人的研究证明了在充物（锡合金）可以增加接头的抗剪切强度，增加铝-降低焊接时所产生金属间化合物的脆性。与激光焊一样，都属于高能量密度的焊接工艺。电子束间不加合金层，将得到含有大量金属间化合物 CuAl2的而采用加中间层的电子束焊可以获得优良的焊接接头束焊技术，成功实现了 1050 纯铝和 T2 纯铜的对接，研铜异种金属得到的焊缝组织均匀致密，组织呈板条状。焊工艺焊接 2mm 厚的铝-铜板时发现，电子束流的冲击作用。
图 1.3 焊接能量为 1000J 时焊接界面金相组织[40]Fig.1.3 Microstructure of welding seam at 1000J[40]接接过程中，两个待焊工件被压紧在一起，并置于真空温度低于待焊工件母材的熔点），持续的压力使微观凸扩散从而达到冶金连接效果。白莉等人[44]在对铝合金现，随着焊接时间的延长，接头扩散层的厚度以及接增大的幅度不断减小。张永琴[45]对铝合金与铜的扩散温 120min 的条件下进行焊接，得到的扩散焊接头组织合物从铝合金一侧到铜一侧依次为 Al2Cu、Cu12Al9与面平整与光洁，并且可以均匀地施加压力，所以导致定的限制。利用炸药在爆炸时产生的冲击力使被焊工件获得较大互撞击来实现连接的一种焊接方法。G.H.S.F.L. Carva
【参考文献】：
期刊论文
[1]铝铜异种材料线性摩擦焊接头的微观组织与力学性能[J]. 周楠,戚文军,宋东福. 稀有金属材料与工程. 2017(05)
[2]汽车车身异种金属板件磁脉冲焊接工艺研究[J]. 崔俊佳,袁伟,李光耀. 汽车工程. 2017(01)
[3]保温时间对铝/铜钎焊接头界面化合物和力学性能的影响[J]. 叶政,羊浩,黄继华,陈树海. 焊接学报. 2016(12)
[4]中国铝资源行业现状研究及发展建议[J]. 刘雨蒙,马广鑫. 中国矿业. 2016(08)
[5]铝/铜电子束焊接头的显微组织与力学性能[J]. 郑森,程东海,陈益平,胡德安. 中国有色金属学报. 2016(05)
[6]中国铜资源产业形势分析及发展对策建议[J]. 田尤,杨为民,申俊峰,曾祥婷. 资源与产业. 2015(04)
[7]铝/铜异种材料填丝钨极氩弧焊对接接头的组织和性能[J]. 彭迟,程东海,陈益平,胡德安. 中国有色金属学报. 2015(04)
[8]日本海外金属矿产资源勘查机制与启示[J]. 陈喜峰,叶锦华,蔡纲,向运川,陈秀法. 资源与产业. 2014(05)
[9]焊接能量对铝/铜超声波焊接接头显微组织的影响[J]. 李东,赵杨洋,张延松. 焊接学报. 2014(02)
[10]Ti对Zn-22Al-xTi钎料及Cu/Al钎焊接头性能的影响（英文）[J]. 姬峰,薛松柏,戴玮. 稀有金属材料与工程. 2013(12)
博士论文
[1]3A21铝合金-20#钢管件磁脉冲焊接数值模拟与工艺试验[D]. 徐志丹.哈尔滨工业大学 2013
硕士论文
[1]铝合金与镁、铜焊接工艺及接头组织和性能研究[D]. 张永琴.西安科技大学 2017
[2]基于集磁器线圈的3A21铝合金-20钢管磁脉冲连接研究[D]. 赵志学.哈尔滨工业大学 2011
本文编号：2947469
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