Cu/Al异种金属超声波焊接接头组织与力学性能

发布时间：2022-04-23 19:24

　　在我国“一带一路”战略实施和亚洲基础设施投资银行建立的背景下,基础设施建设的浪潮在全球范围内被掀起,铜制产品的需求大幅增加。而我国铜资源短缺,对外依存度高,Cu/Al复合结构是解决我国铜资源短缺的重要途径,随之而来的Cu/Al异种金属的连接成为亟待解决的技术难题。由于铜和铝合金在物理、化学性质方面有着较大的差异,采用传统的焊接方法实现Cu/Al异种金属的高质量连接较为困难。超声波焊接具有金属间化合物生成量小、安全高效等优点,是Cu/Al异种金属连接的理想选择。本文对T2铜/6082-T6铝合金进行了超声波焊接,研究了焊接参数对Cu/Al异种金属搭接接头界面成形、微观组织及力学性能的影响。同时,由于超声波焊接具有金属间化合物生成量少的优点,而异种金属接头的强度与界面化合物层宽度有很大关系。因此,试验采用焊后热处理改善接头的力学性能,探究了不同热处理温度对接头微观组织与力学性能的影响。此外,试验还采用电火花、Zn-15Al-4Sn-2Mg-1Bi合金及Zn-5Sn-3Cu-1Bi合金对工件表面进行改性处理,研究了不同表面处理方式对接头界面成形、微观组织及力学性能的影响。试验结果表明:超声波... 

【文章页数】：107 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 Cu/Al异种金属的焊接性特点
    1.3 Cu/Al异种金属连接的研究进展
        1.3.1 激光焊
        1.3.2 TIG焊
        1.3.3 搅拌摩擦焊
        1.3.4 钎焊
        1.3.5 超声波焊接
    1.4 超声波焊接主要影响因素
        1.4.1 焊接能量
        1.4.2 振幅
        1.4.3 焊接静压力
        1.4.4 中间层
    1.5 课题主要研究内容
第2章 试验材料、设备及方法
    2.1 试验材料
    2.2 试验设备及方法
        2.2.1 超声波焊接设备
        2.2.2 工件的表面预处理及焊接
        2.2.3 热循环曲线测试
        2.2.4 焊后热处理
        2.2.5 表面改性
        2.2.6 接头的界面成形及组织分析
        2.2.7 接头力学性能测试
第3章 焊接参数对接头界面成形、组织及力学性能的影响
    3.1 焊接能量
        3.1.1 焊接能量对热循环的影响
        3.1.2 焊接能量对接头界面成形的影响
        3.1.3 焊接能量对接头微观组织的影响
        3.1.4 焊接能量对晶粒尺寸及形貌的影响
        3.1.5 焊接能量对接头剪切性能的影响
        3.1.6 焊接能量对接头显微硬度的影响
    3.2 振幅
        3.2.1 振幅对热循环的影响
        3.2.2 振幅对接头界面成形的影响
        3.2.3 振幅对接头剪切性能的影响
    3.3 焊接静压力
        3.3.1 焊接静压力对热循环的影响
        3.3.2 焊接静压力对接头界面成形的影响
        3.3.3 焊接静压力对接头剪切性能的影响
    3.4 本章小结
第4章 焊后热处理对接头组织与力学性能的影响
    4.1 热处理温度对接头界面成形及微观组织的影响
    4.2 热处理对接头晶粒尺寸及形貌的影响
    4.3 热处理温度对接头力学性能的影响
        4.3.1 热处理温度对接头剪切性能的影响
        4.3.2 热处理温度对接头显微硬度的影响
    4.4 断口分析
    4.5 本章小结
第5章 表面改性对接头组织与力学性能的影响
    5.1 电火花表面改性
        5.1.1 电火花表面改性对界面成形及微观组织的影响
        5.1.2 电火花表面改性对接头力学性能的影响
        5.1.3 电火花表面改性后接头断口分析
    5.2 Zn-15Al-4Sn-2Mg-1Bi合金表面改性
        5.2.1 ZASMB合金表面改性
        5.2.2 ZASMB合金表面改性对接头界面组织的影响
        5.2.3 ZASMB合金表面改性对力学性能的影响
        5.2.4 ZASMB合金表面改性后接头断口分析
    5.3 Zn-5Sn-3Cu-1Bi合金表面改性
        5.3.1 ZSCB合金表面改性
        5.3.2 ZSCB合金表面改性对接头界面组织的影响
        5.3.3 ZSCB合金表面改性对接头力学性能的影响
        5.3.4 ZSCB合金表面改性后接头断口分析
    5.4 本章小结
第6章 结论
参考文献
攻读硕士学位期间取得的科研及其它成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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[6]铜—铝异种金属激光焊接研究[D]. 左迪.天津大学 2014
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[9]Zn基中温钎料的研究[D]. 马菲.吉林大学 2012
[10]铝/铜异种材料搅拌摩擦焊接头耐腐蚀性能研究[D]. 王成国.南京航空航天大学 2012



本文编号：3647831