Mg/Cu扩散偶界面反应及AZ31B/CU扩散钎焊研究
发布时间：2021-08-26 17:22
镁及镁合金由于诸多的性能优势而被誉为21世纪最具发展潜力的材料之一,铜及铜合金在电子电工等领域也有很广泛的应用。为了充分发挥两者的优势,有必要对其进行焊接。本文首先对Mg/Cu二元扩散偶在430℃-485℃进行热扩散实验,借助SEM、EDS等测试手段研究界面扩散区显微组织的演变规律;其次以铝箔、镍箔作为中间夹层,研究了恒定加压、梯度加压、间歇性梯度加压三种加压方式对AZ31B/Cu扩散钎焊接头的组织与性能的影响;最后以锌基钎料ZnAl15作为中间夹层,研究了加热温度和保温时间对AZ31B/Cu接头组织和性能的影响。研究结果表明:Mg/Cu扩散偶在485℃以下热扩散后,界面反应层组织主要由宽大的Mg基体扩散区、Cu2Mg区和狭窄的Cu基固溶体区组成,其中Mg基体扩散区由α-Mg固溶体区及沿其晶界分布的颗粒状Mg2Cu相组成,Cu原子在Mg基体中的扩散以晶界扩散为主。界面反应层内的Cu2Mg层厚度与温度之间呈指数增长关系。485℃热扩散4h后,Mg/Cu扩散偶界面反应层组织主要由Mg基体扩散区、（α-Mg+Mg2Cu）共晶和Cu（Mg）固溶体区组成。扩散区硬度明显高于两侧母材,485℃以下...
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
镁的结构图
图 1.2 镁合金在各种工业领域的应用Fig.1.2 Application of magnesium alloys on various industrial fields合金的焊接性金由于自身的物理化学性能，致使其焊接过程中易出现以下问题[17]晶粒粗化：镁合金具有较低的熔点，且其散热性能较好，焊接过程粗化，接头性能恶化。氧化与蒸发：镁极易与氧发生反应生成高熔点的 MgO 薄膜，一方另一方面，易产生氧化物夹杂影响焊缝质量。除此之外，镁具有较℃，高温时蒸汽压很大，易挥发而导致出现蜂窝状孔洞。热裂纹：镁及镁合金线膨胀系数较大，受热及冷却时尺寸变化较大现热应力，接头形成时易形成裂纹等缺陷。除此，镁由于性质活泼反应，生成的低熔点共晶常偏析于晶界，增强热裂纹敏感性。铜合金概述
图 1.3 搅拌摩擦焊示意图Fig.1.3 Schematic of friction stir welding陈玉华等人[30]对铜/镁异种金属搅拌摩擦焊接头板放置前进侧，搅拌头的转速为1180r/min，焊接，内部组织无焊接微观缺陷。对接头进行XRD及硬形成了AlCuMg的硬脆金属间化合物相，金属间化现最大值，达210HV，与此同时，硬脆相的出现致6MPa。过渡焊接接（Cold Metal Transfer，简称CMT）是焊接领域的在以下方面，数字化协调控制焊丝的送给运动及熔制相互交替的高频率的“热-冷-热”熔滴过渡过程溅。冷金属过渡焊接由于一系列优势而被青睐，完g-Ti等异种金属材料的焊接[31]。的景敏等人[32-33]采用CMT焊接技术对AZ31B镁合
【参考文献】：
期刊论文
[1]铜夹层Ti-6Al-4V/AZ31B异种金属的扩散连接[J]. 秦倩,杜双明,陈应科. 热加工工艺. 2015(07)
[2]电场作用下AZ31B/Cu扩散界面的结构及性能[J]. 董凤,陈少平,胡利方,樊文浩,孟庆森. 材料工程. 2015(02)
[3]Mg/Cu共晶反应钎焊微观组织及力学特性分析[J]. 王怀建,白莉. 兵器材料科学与工程. 2013(01)
[4]保温时间对Mg/Cu共晶反应钎焊连接的影响[J]. 王怀建,白莉. 热加工工艺. 2012(19)
[5]Mg/Cu异种材料共晶反应钎焊连接研究[J]. 王怀建,袁苗达,白莉. 热加工工艺. 2012(17)
[6]AZ31镁合金扩散钎焊界面区域的组织结构及性能[J]. 杜双明,赵维涛,刘刚,郭伟. 热加工工艺. 2012(01)
[7]搅拌摩擦焊的研究进展与应用[J]. 孙宜华,杜良. 新技术新工艺. 2011(06)
[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]铝合金/Cu/不锈钢接触反应钎焊及中间层溶解行为（英文）[J]. 吴铭方,司乃潮,陈健. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2011(05)
[10]Al/Mg扩散层的形成规律和机理[J]. 宋玉强,李世春,耿相英. 焊接学报. 2011(02)
硕士论文
[1]镁—铜异质金属扩散钎焊接头的微观结构及性能研究[D]. 兰天.西安科技大学 2015
[2]铝基、锌基钎料真空钎焊AZ31B镁合金的研究[D]. 韩秉達.西安科技大学 2015
[3]AZ31B/Cu扩散钎焊工艺及焊接接头组织和性能研究[D]. 党萍萍.西安科技大学 2014
[4]AZ31B/Cu异种材料焊接界面微观结构及元素扩散的研究[D]. 刘刚.西安科技大学 2013
[5]电场对AZ31B/Cu连接界面反应和扩散溶解层结构的影响[D]. 王福明.太原理工大学 2012
[6]镁铜异种金属TIG焊接性的研究[D]. 王生希.大连理工大学 2006
本文编号：3364656
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
镁的结构图
图 1.2 镁合金在各种工业领域的应用Fig.1.2 Application of magnesium alloys on various industrial fields合金的焊接性金由于自身的物理化学性能，致使其焊接过程中易出现以下问题[17]晶粒粗化：镁合金具有较低的熔点，且其散热性能较好，焊接过程粗化，接头性能恶化。氧化与蒸发：镁极易与氧发生反应生成高熔点的 MgO 薄膜，一方另一方面，易产生氧化物夹杂影响焊缝质量。除此之外，镁具有较℃，高温时蒸汽压很大，易挥发而导致出现蜂窝状孔洞。热裂纹：镁及镁合金线膨胀系数较大，受热及冷却时尺寸变化较大现热应力，接头形成时易形成裂纹等缺陷。除此，镁由于性质活泼反应，生成的低熔点共晶常偏析于晶界，增强热裂纹敏感性。铜合金概述
图 1.3 搅拌摩擦焊示意图Fig.1.3 Schematic of friction stir welding陈玉华等人[30]对铜/镁异种金属搅拌摩擦焊接头板放置前进侧，搅拌头的转速为1180r/min，焊接，内部组织无焊接微观缺陷。对接头进行XRD及硬形成了AlCuMg的硬脆金属间化合物相，金属间化现最大值，达210HV，与此同时，硬脆相的出现致6MPa。过渡焊接接（Cold Metal Transfer，简称CMT）是焊接领域的在以下方面，数字化协调控制焊丝的送给运动及熔制相互交替的高频率的“热-冷-热”熔滴过渡过程溅。冷金属过渡焊接由于一系列优势而被青睐，完g-Ti等异种金属材料的焊接[31]。的景敏等人[32-33]采用CMT焊接技术对AZ31B镁合
【参考文献】：
期刊论文
[1]铜夹层Ti-6Al-4V/AZ31B异种金属的扩散连接[J]. 秦倩,杜双明,陈应科. 热加工工艺. 2015(07)
[2]电场作用下AZ31B/Cu扩散界面的结构及性能[J]. 董凤,陈少平,胡利方,樊文浩,孟庆森. 材料工程. 2015(02)
[3]Mg/Cu共晶反应钎焊微观组织及力学特性分析[J]. 王怀建,白莉. 兵器材料科学与工程. 2013(01)
[4]保温时间对Mg/Cu共晶反应钎焊连接的影响[J]. 王怀建,白莉. 热加工工艺. 2012(19)
[5]Mg/Cu异种材料共晶反应钎焊连接研究[J]. 王怀建,袁苗达,白莉. 热加工工艺. 2012(17)
[6]AZ31镁合金扩散钎焊界面区域的组织结构及性能[J]. 杜双明,赵维涛,刘刚,郭伟. 热加工工艺. 2012(01)
[7]搅拌摩擦焊的研究进展与应用[J]. 孙宜华,杜良. 新技术新工艺. 2011(06)
[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]铝合金/Cu/不锈钢接触反应钎焊及中间层溶解行为（英文）[J]. 吴铭方,司乃潮,陈健. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2011(05)
[10]Al/Mg扩散层的形成规律和机理[J]. 宋玉强,李世春,耿相英. 焊接学报. 2011(02)
硕士论文
[1]镁—铜异质金属扩散钎焊接头的微观结构及性能研究[D]. 兰天.西安科技大学 2015
[2]铝基、锌基钎料真空钎焊AZ31B镁合金的研究[D]. 韩秉達.西安科技大学 2015
[3]AZ31B/Cu扩散钎焊工艺及焊接接头组织和性能研究[D]. 党萍萍.西安科技大学 2014
[4]AZ31B/Cu异种材料焊接界面微观结构及元素扩散的研究[D]. 刘刚.西安科技大学 2013
[5]电场对AZ31B/Cu连接界面反应和扩散溶解层结构的影响[D]. 王福明.太原理工大学 2012
[6]镁铜异种金属TIG焊接性的研究[D]. 王生希.大连理工大学 2006
本文编号：3364656
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