铝/钢连续驱动摩擦焊焊接界面行为及力学性能研究
发布时间：2021-01-06 20:04
铝/钢复合结构兼具铝的比强度高、导电导热性好、耐腐蚀性好和钢的高强度、抗蠕变性能良好等优点,可满足众多特殊使用要求,在汽车、冶金、能源、航空航天等领域都有广泛应用。然而不论是使用熔化焊、熔钎焊还是固相连接方法来焊接铝钢异种金属,脆硬的FexAly金属间化合物（IMCs）的形成都是不可避免的。连续驱动摩擦焊作为一种高质、高效、环保的固相焊方法,在焊接异种金属时能够有效地减少IMCs的生成,具有显著优势。本文对1050纯铝和Q235低碳钢的连续驱动摩擦焊进行了研究,揭示了焊接过程中焊接界面摩擦扭矩和接头形成不同阶段的能量输入特征,研究了不同工艺参数条件下焊接接头的力学性能,阐明了接头界面不同区域IMCs的形态特征及其生成原因。主要研究内容及成果如下:首先,基于摩擦扭矩是连续驱动摩擦焊焊接界面摩擦阻力做功的综合体现,采用主电动机定子电压电流法（VCMM,Voltage and Current of Main motor）,获得了焊接过程中焊接界面的摩擦扭矩,分析了转速、顶锻压力对摩擦扭矩和不同焊接阶段能量输入的影响。初始摩擦阶段是接头热量的积累阶段...
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题背景及研究目的和意义
1.2 铝/钢异种金属连接研究现状
1.2.1 熔化焊
1.2.2 熔钎焊
1.2.3 固相连接
1.3 铝/钢连续驱动摩擦焊研究现状
1.3.1 接头形成的本质
1.3.2 接头界面金属间化合物和接头力学性能
1.4 本文主要研究内容
第二章 试验材料、设备及方案
2.1 试验材料
2.2 试验设备
2.3 试验基准工艺参数的确定
2.4 检测和分析方法
2.4.1 焊接摩擦扭矩检测方案
2.4.2 力学性能分析
2.4.3 接头界面金属间化合物的表征
第三章 焊接过程界面扭矩和能量输入特征
3.1 引言
3.2 焊接界面扭矩的获得
3.3 焊接过程阶段划分
3.4 转速对焊接扭矩和能量输入的影响
3.5 顶锻压力对焊接扭矩和能量输入的影响
3.6 本章小结
第四章 焊接接头的力学性能
4.1 拉伸试验
4.2 室温冲击试验
4.3 弯曲试验
4.4 本章小结
第五章 接头界面金属间化合物形态特征
5.1 引言
5.2 金属间化合物形成热力学分析
5.3 接头界面不同区域金属间化合物的形态特征
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间发表的论文及其他成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]铝/钢连续驱动摩擦焊焊接扭矩和能量输入特征[J]. 张昌青,刘雄波,吕广明,芮执元,李京龙. 机械工程学报. 2018(02)
[2]铝合金/低碳钢点焊界面反应物生长机制[J]. 邱然锋,李久勇,贺玉刚,石红信,SATONAKAS. 中国有色金属学报. 2017(06)
[3]脉冲激光焊铝/钢异种接头组织和性能（英文）[J]. 杨瑾,李玉龙,张华. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(04)
[4]电解铝阳极导杆铝-钢相位摩擦焊工艺及力学性能[J]. 王希靖,李经纬,张昌青,孙学敏. 焊接学报. 2015(09)
[5]恒进给旋转摩擦条件下金属力学参量周期响应行为[J]. 张雪超,熊江涛,李京龙,李鹏,钱锦文,张赋升. 机械工程学报. 2015(02)
[6]轧制复合铝/不锈钢界面金属间化合物的生长动力学[J]. 周德敬,尹林,张新明,唐建国,刘星兴. 中国有色金属学报. 2012(09)
[7]铝合金/Ag中间层/钢的电子束偏束焊接头组织与性能（英文）[J]. 张秉刚,陈国庆,张春光,倪家强. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2011(12)
[8]铁/铝扩散偶界面反应层生长机理分析[J]. 吴铭方,司乃潮,王敬,王凤江. 焊接学报. 2011(05)
[9]大端面铝与钢的摩擦焊焊缝组织及性能[J]. 张昌青,王希靖,李博强,商献伟. 兰州理工大学学报. 2010(06)
[10]钢-铝轧制复合界面化合物的抑制机理[J]. 王平,谢佩佩. 中国有色金属学报. 2010(S1)
博士论文
[1]电场对摩擦焊缝组织与性能的影响[D]. 傅莉.西北工业大学 2002
硕士论文
[1]电解铝阳极导杆铝—钢相位摩擦焊技术研究[D]. 李经纬.兰州理工大学 2014
本文编号：2961179
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题背景及研究目的和意义
1.2 铝/钢异种金属连接研究现状
1.2.1 熔化焊
1.2.2 熔钎焊
1.2.3 固相连接
1.3 铝/钢连续驱动摩擦焊研究现状
1.3.1 接头形成的本质
1.3.2 接头界面金属间化合物和接头力学性能
1.4 本文主要研究内容
第二章 试验材料、设备及方案
2.1 试验材料
2.2 试验设备
2.3 试验基准工艺参数的确定
2.4 检测和分析方法
2.4.1 焊接摩擦扭矩检测方案
2.4.2 力学性能分析
2.4.3 接头界面金属间化合物的表征
第三章 焊接过程界面扭矩和能量输入特征
3.1 引言
3.2 焊接界面扭矩的获得
3.3 焊接过程阶段划分
3.4 转速对焊接扭矩和能量输入的影响
3.5 顶锻压力对焊接扭矩和能量输入的影响
3.6 本章小结
第四章 焊接接头的力学性能
4.1 拉伸试验
4.2 室温冲击试验
4.3 弯曲试验
4.4 本章小结
第五章 接头界面金属间化合物形态特征
5.1 引言
5.2 金属间化合物形成热力学分析
5.3 接头界面不同区域金属间化合物的形态特征
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间发表的论文及其他成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]铝/钢连续驱动摩擦焊焊接扭矩和能量输入特征[J]. 张昌青,刘雄波,吕广明,芮执元,李京龙. 机械工程学报. 2018(02)
[2]铝合金/低碳钢点焊界面反应物生长机制[J]. 邱然锋,李久勇,贺玉刚,石红信,SATONAKAS. 中国有色金属学报. 2017(06)
[3]脉冲激光焊铝/钢异种接头组织和性能（英文）[J]. 杨瑾,李玉龙,张华. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(04)
[4]电解铝阳极导杆铝-钢相位摩擦焊工艺及力学性能[J]. 王希靖,李经纬,张昌青,孙学敏. 焊接学报. 2015(09)
[5]恒进给旋转摩擦条件下金属力学参量周期响应行为[J]. 张雪超,熊江涛,李京龙,李鹏,钱锦文,张赋升. 机械工程学报. 2015(02)
[6]轧制复合铝/不锈钢界面金属间化合物的生长动力学[J]. 周德敬,尹林,张新明,唐建国,刘星兴. 中国有色金属学报. 2012(09)
[7]铝合金/Ag中间层/钢的电子束偏束焊接头组织与性能（英文）[J]. 张秉刚,陈国庆,张春光,倪家强. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2011(12)
[8]铁/铝扩散偶界面反应层生长机理分析[J]. 吴铭方,司乃潮,王敬,王凤江. 焊接学报. 2011(05)
[9]大端面铝与钢的摩擦焊焊缝组织及性能[J]. 张昌青,王希靖,李博强,商献伟. 兰州理工大学学报. 2010(06)
[10]钢-铝轧制复合界面化合物的抑制机理[J]. 王平,谢佩佩. 中国有色金属学报. 2010(S1)
博士论文
[1]电场对摩擦焊缝组织与性能的影响[D]. 傅莉.西北工业大学 2002
硕士论文
[1]电解铝阳极导杆铝—钢相位摩擦焊技术研究[D]. 李经纬.兰州理工大学 2014
本文编号：2961179
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/2961179.html
教材专著
