铝/铜异种金属齿形对接型式的搅拌摩擦焊研究

发布时间：2024-05-06 21:54

　　本文进行了铝/铜异种金属的搅拌摩擦焊,考虑到焊缝中母材的相对含量影响微观组织的演变以及最终的力学性能,本文采用一种新型的齿形接头型式,可以通过调节齿的宽度来改变焊缝中铝/铜含量达到控制焊缝组织的目的。随后进行了传统对接型式和齿形接头型式的对比研究,进一步分析齿形型式对焊接接头的影响。首先,将铜齿(铝齿)的长度定为3mm,以齿的宽度为变量进行研究。随着铜齿宽度d₂的不断增加,即焊缝中母材铜的含量逐渐上升,焊缝中现了孔洞缺陷,这是因为铜的塑化温度相对较高,且流动性较差不能充分填充因搅拌针前进运动而挤出的空间。当把铝和铜的含量控制在一定范围时,能产生无缺陷的焊接接头。受热激活的影响,铝/铜界面处形成了无缺陷的薄的扩散层,由于元素浓度梯度及扩散速率的不同,在近铝侧及近铜侧分别形成了成分不同的扩散亚层,薄的冶金扩散层的出现有利于增强焊接接头的机械性能。搅拌摩擦焊过程中,受热-机共同作用,焊核区发生了动态再结晶,所产生的晶粒因受到搅拌针强烈的搅拌破碎作用来不及长大,最终形成细小的晶粒。由于铝/铜金属间化合物的出现及动态再结晶的发生,搅拌区的显微硬度明显高于其他区域。在最优的工...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

左右合而形成牢固的焊接接头。搅拌头在整个焊接中发挥巨大作用，它可以基于被焊母材的性质进行单独的形状和尺寸设计，并且拥有比母材更高的强度及耐磨性，因而在焊接过程中很难发生磨损。如图1.1所示，搅拌针在固定转速下缓慢地扎入焊件中至满足设置好的下压量条件。此时，轴肩与工件表面紧密接触，....

值得注意的是，前进侧和后退侧材料的温度场、变形状态及流动性均有差异，因而在设计时需要将这些影响因素考虑在内。典型的接头组织如图1.2所示，除了基本未发生变化的母材区外，接头其余部分可分成3个不同的组成部分：(1)焊核区(WN)，该部分位于焊缝中间直接经受搅拌头的摩擦剪切作用，积累....

具的材料必须要有一定的耐磨性和较高的熔点，才能保证其尺寸和性能的稳定且避免因磨损而导致形状发生改变的问题。随着对焊接工具的不断研究、改进，轴肩也由最简单的平面肩发展为多种形式，如锥形、同心圆环槽等，如图1.3所示。轴肩的主要作用是通过高速旋转摩擦清除工件表面的氧化皮并产热，相对于....

搅拌针的扎入会在焊缝中产生一个搅拌针影响区，其尺寸决定了焊成形质量，不合理的搅拌针设计因不利于材料的流动而导致挤出空间不各种焊接缺陷。为了增强焊缝中塑化材料的流动性尤其在竖直方向的迁计成带有螺纹的。螺纹的增加能强化对材料的剪切作用并且变形材料也流动，通过增加搅拌针表面螺纹头数及增....

本文编号：3966396