非晶合金与铜连接界面行为研究

发布时间：2021-01-01 06:40

　　非晶合金具有独特的显微组织、无晶界、位错等缺陷,且物理、化学、机械等性能优良。但是,非晶合金在室温下不易成形加工的缺点极大地限制了此类材料在工程中的应用。因此,开拓一条新的成形技术的道路在非晶合金以后的应用中至关重要。非晶复合材料的出现大大提高了非晶合金的韧性,也为非晶合金的发展带来了新的机遇,有效地拓展非晶合金的应用领域,是当前非晶材料及焊接领域的研究热点。本文针对大块非晶合金与金属连接的接头质量问题,并利用非晶材料与金属熔化性质的差异,提出脉冲激光熔钎焊来实现Zr基非晶与铜的熔钎焊连接,以接头的微观组织与性能为核心,Zr基非晶与金属界面为切入点,探索并获取非晶合金与金属高质量接头技术及基本科学理论。首先,采用脉冲激光焊接的方法对Zr基非晶合金(Zr₄₄Ti₁₁Ni₁₀Cu₁₀Be₂₅)进行对接熔焊工艺试验,在合适的工艺参数下获得成形良好的Zr基非晶熔焊对接接头。通过光镜、XRD、SEM+EDS、维氏硬度及差热分析等测试方法对所得的接头形貌、晶体相、结晶组织特性及热稳定性进行... 

【文章来源】：兰州理工大学甘肃省

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

直径80mm，长85mm的大块金属玻璃样品[27]

工程硕士学位论文5公布了采取激光焊接的方法连接两种板状大块非晶合金Zr45Cu48Al7并取得成功的研究成果。随后，非晶态合金的激光焊接研究，如Cu54Ni6Zr22Ti18[55,56]、Ni53Nb20Ti10Zr8Co6Cu3[57]、Zr55Al10Ni5Cu30[58]等相继发表。近年来，有关新型非晶态合金Zr44Ti11Ni10Cu10Be25、ZrCuNiAlTi和Zr53Cu35Al12的激光焊接研究报道也层出不穷，预示着激光焊接领域的一个新热点[59-62]。Kawahito等人[46]对非晶合金进行了光纤激光焊接，将2.5kW光纤激光束紧密聚焦，72m/min的超高焊接速度施加到Zr55Al10Ni5Cu30合金焊接过程中，如图1.3所示，在焊接接头的不同区域进行XRD分析，各区域XRD谱线均呈典型非晶“馒头”峰。Chen等人[63]利用激光焊接技术将非晶合金和金属Zr成功接合，非晶母材区保持仍为非晶结构，且焊接熔融区的显微硬度与非晶合金基体区域保持一致。哈尔滨工业大学王刚等人[64]研究了Ti40Zr25Ni3Cu12Be20的激光焊接，解释了焊缝区与热影响区的晶化机制。结果表明：在激光功率3.5KW，焊接速率为10m/min时，接头完全维持着非晶态；接头拉伸断裂强度1650MPa，断裂在非晶合金母材处，达到母材的93%，说明接头具有良好的力学性能。a)焊缝横截面b)XRD图1.3Zr55Al10Ni5Cu30非晶合金以72m/min的焊接速度产生的焊缝横截面和XRD结果图[46]1.3.2非晶合金的电子束焊接电子束焊接作为高能束焊接的其中之一，其原理是将加快和聚焦的电子束轰

工程硕士学位论文7免热损伤。由于急速淬火下焊件或热影响区可以保持非晶态，因此脉冲光纤激光焊接适用于具有高机械强度或小凝固收缩等独特性质的非晶合金的连接。龚玉兵等[73]采用脉冲激光焊的方法实现了Fe基非晶的搭接，研究了不同功率下焊缝成形、组织特性及晶化行为，由于激光的热循环作用，热影响区的出现树枝晶，焊缝区为白色颗粒状的晶相。a)350rpmb)400rpmc)450rpm图1.4不同焊接转速下BMG/Al接头的界面微观结构[69]


本文编号：2951114