AZ31镁合金与7A04铝合金异种惯性摩擦焊的研究

发布时间：2021-05-14 10:27

　　镁及镁合金是目前最轻的商用金属结构材料,具有比强度和比刚度高、导热导电性与阻尼减震性好、电磁屏蔽、易于成型加工及回收再生等优点。同时,铝合金是工业生产中应用最广泛的轻质金属结构材料,具有密度小、比强度及比刚度高、导热及导电性好、耐蚀性好、成型性好、无磁性等优点。为了进一步提高复合结构的设计灵活性,将二者各自的优点结合起来,有必要实现镁合金和铝合金的异种连接。然而,铝合金与镁合金的焊接面临着巨大的挑战,因为焊接过程往往会形成脆硬的金属间化合物,从而降低力学性能。本论文选用AZ31镁合金和7A04铝合金进行了Mg-Al惯性摩擦焊接,分析了轴向压力（摩擦压力）对焊接接头显微组织和力学性能的影响。还通过摩擦焊接设置锌合金中间层,分析了基于中间层摩擦焊的接头结构和中间层对接头力学性能的影响。此外,由于Al-钢的良好焊接性,为了探索更为有效的中间层,还进行了Mg-钢的摩擦焊接,以及Mg与镀Zn/Zn-Ni钢的焊接,并分析了接头的微观组织及力学性能。结果表明:（1）研究了摩擦压力对Mg-Al异种惯性摩擦焊的影响,接头界面生成了金属间化合物层,主要由Mg₁₇Al₁₂

【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】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 Mg-Al异种金属焊接性
    1.3 Mg-Al异种焊接的研究现状
        1.3.1 Mg-Al电弧焊
        1.3.2 Mg-Al激光焊接
        1.3.3 Mg-Al真空扩散焊
        1.3.4 Mg-Al搅拌摩擦焊
        1.3.5 Mg-Al钎焊
        1.3.6 Mg-Al电阻点焊
        1.3.7 Mg-Al连续驱动摩擦焊
    1.4 惯性摩擦焊技术
    1.5 本文的研究内容
2 实验材料与方法
    2.1 实验材料
    2.2 实验设备
    2.3 实验方案
        2.3.1 Mg-Al惯性摩擦焊实验方案
        2.3.2 Mg-钢惯性摩擦焊实验方案
    2.4 过渡层的选择及设置
        2.4.1 摩擦焊接设置过渡层法
        2.4.2 电镀过渡层法
    2.5 接头微观组织分析
    2.6 接头力学性能测试
        2.6.1 接头室温拉伸实验
        2.6.2 接头拉伸断口分析
        2.6.3 焊缝显微硬度测试
3 Mg-Al惯性摩擦焊
    3.1 引言
    3.2 Mg-Al直接惯性摩擦焊
        3.2.1 接头宏观形貌
        3.2.2 接头微观组织
        3.2.3 DSC热分析实验
        3.2.4 接头的力学性质
        3.2.5 断口分析
    3.3 基于Zn合金过渡层的Mg-Al惯性摩擦焊
        3.3.1 接头宏观形貌
        3.3.2 接头微观结构
        3.3.3 接头力学性能及断口分析
    3.4 本章小结
4 Mg-钢摩擦焊
    4.1 前言
    4.2 Mg-钢直接惯性焊接
        4.2.1 接头宏观形貌
        4.2.2 接头界面的微观结构
        4.2.3 接头力学性能
        4.2.4 断口分析
    4.3 基于过渡层的Mg-钢惯性摩擦焊
        4.3.1 接头宏观形貌
        4.3.2 接头界面的微观结构
        4.3.3 接头力学性能及断口分析
    4.4 本章小结
5 结论与展望
致谢
参考文献
附录
    作者在攻读硕士学位期间发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]镁合金摩擦焊的研究进展[J]. 游国强,郭伟,张秀丽,文恒玉,沈鹭.  材料工程. 2018(01)
[2]304不锈钢与42CrMo钢惯性摩擦焊工艺[J]. 吴玮,邓发.  重庆理工大学学报(自然科学). 2017(12)
[3]FGH96/GH4169高温合金惯性摩擦焊接头组织与力学性能[J]. 王彬,黄继华,张田仓,季亚娟,何胜春.  热加工工艺. 2017(21)
[4]Ti600/TC17钛合金惯性摩擦焊接头组织与力学性能研究[J]. 贺建超,张田仓,何胜春.  机械工程学报. 2017(22)
[5]激光焊接镁/铝异种金属的显微组织与性能[J]. 周惦武,田伟,徐少华,刘金水.  稀有金属材料与工程. 2015(10)
[6]镁铝异种金属TIG焊接头性能的研究[J]. 刘政军,宫颖,苏允海.  材料工程. 2015(03)
[7]TC17钛合金惯性摩擦焊接头室温断裂韧性测试与分析[J]. 廖云建,何胜春,于广娜,吴素君.  航空制造技术. 2014(16)
[8]基于Zn过渡层的Mg/Al点焊接头性能研究[J]. 胡德安,吴晖,陈益平,李晶晶.  热加工工艺. 2014(05)
[9]FGH96高温合金惯性摩擦焊接头表面温度场研究[J]. 王红宾,白钢,付春坤,索娟娣,杜鹏.  电焊机. 2013(11)
[10]铝合金/不锈钢异种金属接头的惯性摩擦焊[J]. 王德军,孙卓,陈永.  机械制造文摘(焊接分册). 2012(06)

博士论文
[1]镁合金AZ31/铝合金6061异种金属接触反应钎焊研究[D]. 赵丽敏.大连理工大学 2010

硕士论文
[1]纯铝/镁合金异种金属连续驱动轴向摩擦焊接工艺[D]. 梁志达.山东大学 2016
[2]镁/铝异种金属低温钎焊工艺及性能研究[D]. 王志.大连理工大学 2012
[3]AZ91镁合金/7075铝合金异种金属扩散焊的研究[D]. 于前.太原理工大学 2011
[4]镁合金钎料制备及接头性能研究[D]. 吴中辉.大连理工大学 2009



本文编号：3185486