铝/铜旋转摩擦焊接头界面组织与性能不均匀性研究
发布时间：2021-01-17 16:43
采用具有良好导电和导热性能的铝代替铜不仅可以减少生产成本,还能减轻结构件重量。以铝代铜必然涉及铝/铜的连接。由于两者存在较大的热物理和化学性能差异,因此多采用固相焊技术,其中旋转摩擦焊是一种常用而有效的铝/铜连接技术。但该方法存在径向产热和变形不均的问题,破坏了接头结构完整性并影响接头的工程化应用,因此有必要对其进行深入的研究。本文采用旋转摩擦焊技术对AA1060纯铝（Al）和T2紫铜（Cu）进行焊接。焊接完成后,对接头进行热处理。之后使用扫描电子显微镜、电子探针、X射线衍射仪、万能拉伸实验机、直流双臂电桥等测试分析设备,对接头组织和性能进行分析。主要研究结果如下:研究表明,旋转摩擦焊实现了Al/Cu高强连接,整体接头在铝母材处断裂。但是由于接头中存在残余应力,强度并未达到最高。经过100oC/2h热处理后,接头残余应力得到消除,拉伸强度和弯曲角度得到提高;随着热处理温度增加,界面金属间化合物层厚度增加,接头力学性能降低。接头力学和电学性能不均匀性研究发现,焊态下,接头中心位置力学性能最高,试样断裂在铝母材处,拉伸强度和延伸率分别为88MPa、20.2%,并且径向...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
整体试样拉伸强度，（a）不同热处理温度、（b）不同热处理时间Fig.3.14Tensilestrengthofintegralsamples,(a)differentheattreatmenttemperatureat2h,(b)different
图 3.14 整体试样拉伸强度，（a）不同热处理温度、（b）不同热处理时间Fig. 3.14 Tensile strength of integral samples, (a) different heat treatment temperature at 2h, (b) differenheat treatment time at 400oC综上可知，小直径试样在经过 100oC/2h 热处理后，具有最好的力学性能，拉伸强度为 91MPa，弯曲角度超过 90o未发生断裂。拉伸测试时，热处理试样均在界面位置发生
【参考文献】：
期刊论文
[1]铝硅焊丝成分对铜铝异种金属CMT焊接接头特征的影响[J]. 孟凡玲,吕曜晨,武小娟,孙焕焕. 材料热处理学报. 2016(06)
[2]扩散结合Cu/Al叠层复合材料的界面结构与相生成机制[J]. 郭亚杰,刘桂武,金海云,史忠旗,乔冠军. 稀有金属材料与工程. 2011(S2)
[3]“铝代铜”的新革命[J]. 顾楠. 中国有色金属. 2010(20)
[4]先进摩擦焊接技术的开发与应用[J]. 刘雪梅,张彦华,邹增大,王新洪,曲仕尧. 热加工工艺. 2006(02)
[5]摩擦焊技术发展与展望[J]. 周君. 机械工人. 2006(02)
[6]惯性摩擦焊在航空发动机上的应用[J]. 梁海,张峥. 材料工程. 1992(02)
[7]摩擦焊加热过程中变形层和高温区的扩展过程[J]. 才荫先,孙松涛,朱桂芝,王玺. 焊接学报. 1984(02)
博士论文
[1]旋转摩擦焊热源演变及接头成形机制[D]. 李鹏.西北工业大学 2015
[2]高强高导电铜合金研究[D]. 陆德平.上海交通大学 2007
[3]GH4169合金摩擦焊接过程的数值模拟研究[D]. 张全忠.大连理工大学 2007
硕士论文
[1]铝铜软钎焊用Sn-Zn-Bi基无铅钎料性能研究[D]. 刘嘉希.大连理工大学 2016
[2]铜/铝搅拌摩擦焊工艺研究[D]. 万於辉.南昌航空大学 2014
[3]铝铜软钎焊用Sn-Zn-Ni与Sn-Zn-Bi-Al（Ni）钎料性能研究[D]. 侯宪林.大连理工大学 2014
[4]合金元素含量与加工工艺对8030铝合金导线性能的影响[D]. 张国玲.郑州大学 2012
本文编号：2983232
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
整体试样拉伸强度，（a）不同热处理温度、（b）不同热处理时间Fig.3.14Tensilestrengthofintegralsamples,(a)differentheattreatmenttemperatureat2h,(b)different
图 3.14 整体试样拉伸强度，（a）不同热处理温度、（b）不同热处理时间Fig. 3.14 Tensile strength of integral samples, (a) different heat treatment temperature at 2h, (b) differenheat treatment time at 400oC综上可知，小直径试样在经过 100oC/2h 热处理后，具有最好的力学性能，拉伸强度为 91MPa，弯曲角度超过 90o未发生断裂。拉伸测试时，热处理试样均在界面位置发生
【参考文献】：
期刊论文
[1]铝硅焊丝成分对铜铝异种金属CMT焊接接头特征的影响[J]. 孟凡玲,吕曜晨,武小娟,孙焕焕. 材料热处理学报. 2016(06)
[2]扩散结合Cu/Al叠层复合材料的界面结构与相生成机制[J]. 郭亚杰,刘桂武,金海云,史忠旗,乔冠军. 稀有金属材料与工程. 2011(S2)
[3]“铝代铜”的新革命[J]. 顾楠. 中国有色金属. 2010(20)
[4]先进摩擦焊接技术的开发与应用[J]. 刘雪梅,张彦华,邹增大,王新洪,曲仕尧. 热加工工艺. 2006(02)
[5]摩擦焊技术发展与展望[J]. 周君. 机械工人. 2006(02)
[6]惯性摩擦焊在航空发动机上的应用[J]. 梁海,张峥. 材料工程. 1992(02)
[7]摩擦焊加热过程中变形层和高温区的扩展过程[J]. 才荫先,孙松涛,朱桂芝,王玺. 焊接学报. 1984(02)
博士论文
[1]旋转摩擦焊热源演变及接头成形机制[D]. 李鹏.西北工业大学 2015
[2]高强高导电铜合金研究[D]. 陆德平.上海交通大学 2007
[3]GH4169合金摩擦焊接过程的数值模拟研究[D]. 张全忠.大连理工大学 2007
硕士论文
[1]铝铜软钎焊用Sn-Zn-Bi基无铅钎料性能研究[D]. 刘嘉希.大连理工大学 2016
[2]铜/铝搅拌摩擦焊工艺研究[D]. 万於辉.南昌航空大学 2014
[3]铝铜软钎焊用Sn-Zn-Ni与Sn-Zn-Bi-Al（Ni）钎料性能研究[D]. 侯宪林.大连理工大学 2014
[4]合金元素含量与加工工艺对8030铝合金导线性能的影响[D]. 张国玲.郑州大学 2012
本文编号：2983232
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/2983232.html
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