直线电机铝/钢感应板搅拌摩擦焊接研究
发布时间：2021-01-01 13:55
磁浮轨道交通是一种绿色、安全、智能的新型交通方式,直线电机作为磁浮轨道交通系统的牵引与制动系统,是磁浮轨道交通的核心部件。感应板是直线电机不可或缺的组成部分,直线电机感应板质量对磁浮轨道交通具有重要作用,直线感应电机感应板加工方法的研究对磁浮轨道交通发展具有重要意义。本文采用搭接方式的搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding,FSW）技术来回反复焊接方法替代传统的爆炸焊技术对直线电机感应板进行复合加工。本文以2024-T3高强度铝合金和Q235钢板为研究对象,通过试验分析方法,确定铝/钢异种金属FSW搭接的最优工艺参数,研究工艺参数对接头成形,显微组织和力学性能的影响,分析金属间化合物（Intermetallic Compound,IMC）与接头断裂行为之间的内在联系,并通过金相结构分析、三维重建数值模拟与试验结合的新方法获得接头的机械/冶金结合强度;通过数值模拟仿真的手段研究了板材的残余应力分布。针对3mm厚的2024-T3高强度铝合金和Q235板材进行FSW搭接实验,通过正交试验分析法确定铝/钢异种材料FSW工艺参数范围为主轴转速为500-1500 r/min,焊接速...
【文章来源】：江西理工大学江西省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
铝/钢异种材料FSW焊接参数[14-16]
搅拌区混合不紧密,接头强度降至最低仅为61.6 MPa[6]。随着转速的升高,热输入量增大,铝合金在高温下会发生塑性流动,形成致密的焊核区,接头抗拉强度会随着转速升高而逐渐提升,将焊速保持在60mm/min,转速提升至1800r/min时,接头抗拉强度达到最高为240 MPa,如图1.5所示[7]。但转速过高,在搅拌头轴肩作用下的材料过热,接头内材料若达到熔点则会影响接头成形,降低力学性能,所以随着转速增加,抗拉强度会快速升高,之后会呈现保持稳定并逐渐下降的趋势,如图1.6所示[8]。图1.6转速对接头抗拉强度的影响
图1.5在不同转速下的温度分布对于搭接形式的FSW,搅拌头的转速改变也会影响热输入量[13-17]。保持一定的焊速,增大转速会使焊接过程中热输入量升高,利于上层被焊材料产生塑性流动,接头断裂载荷从6863 N升高至7398 N,得到了成形和性能良好的接头[13]。当热输入量过大,若温度达到铝合金熔点,会导致铝合金融化,接头无法成型,Das等人[14]保持在低焊速
【参考文献】：
期刊论文
[1]焊速对水下搅拌摩擦焊接7A04铝合金组织性能的影响[J]. 李天麒,王快社,王文,乔柯,徐瑞琦. 材料导报. 2016(22)
[2]Q235钢板与6082铝合金搅拌摩擦焊工艺[J]. 王希靖,邓向斌,王磊. 焊接学报. 2016(01)
[3]轴肩压入量对铝合金/钢搅拌摩擦焊搭接接头组织和性能的影响[J]. 黎祥民,罗磊,陈毕达,罗巧,张硕. 现代焊接. 2015(10)
[4]钢铝搅拌摩擦焊搭接接头的机械结合与冶金结合方式[J]. 林健,赵海峰,雷永平,赵翀,吴中伟. 机械工程学报. 2015(16)
[5]基于ANSYS模拟不同参数对Q235钢板焊接残余应力的影响[J]. 张宛玉,韩鸿彬,刘恒,牛哲荟,韩东伟. 河南科技. 2015(03)
[6]铝和镀锌钢板的搅拌摩擦焊搭接分析[J]. 王希靖,申志康,张忠科. 焊接学报. 2011(12)
[7]焊接接头中的数值分析应用[J]. 沙万华,孙旭东. 锅炉技术. 2009(03)
[8]铝合金平板搅拌摩擦焊接应力变形分析[J]. 李红克,史清宇,王鑫,李亭. 焊接学报. 2008(02)
[9]基于物体空间序法的CT图像三维重建算法的研究[J]. 高艳,唐晓英,张军莉,孙萍. 北京生物医学工程. 2003(03)
[10]搅拌摩擦焊接的传热和力学计算模型[J]. 汪建华,姚舜,魏良武,戚新海. 焊接学报. 2000(04)
硕士论文
[1]电磁力对直线电机地铁车辆动力学性能的影响[D]. 刘高坤.西南交通大学 2015
[2]铝与钢异种材料焊接工艺研究[D]. 汪建梅.沈阳航空航天大学 2013
本文编号：2951413
【文章来源】：江西理工大学江西省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
铝/钢异种材料FSW焊接参数[14-16]
搅拌区混合不紧密,接头强度降至最低仅为61.6 MPa[6]。随着转速的升高,热输入量增大,铝合金在高温下会发生塑性流动,形成致密的焊核区,接头抗拉强度会随着转速升高而逐渐提升,将焊速保持在60mm/min,转速提升至1800r/min时,接头抗拉强度达到最高为240 MPa,如图1.5所示[7]。但转速过高,在搅拌头轴肩作用下的材料过热,接头内材料若达到熔点则会影响接头成形,降低力学性能,所以随着转速增加,抗拉强度会快速升高,之后会呈现保持稳定并逐渐下降的趋势,如图1.6所示[8]。图1.6转速对接头抗拉强度的影响
图1.5在不同转速下的温度分布对于搭接形式的FSW,搅拌头的转速改变也会影响热输入量[13-17]。保持一定的焊速,增大转速会使焊接过程中热输入量升高,利于上层被焊材料产生塑性流动,接头断裂载荷从6863 N升高至7398 N,得到了成形和性能良好的接头[13]。当热输入量过大,若温度达到铝合金熔点,会导致铝合金融化,接头无法成型,Das等人[14]保持在低焊速
【参考文献】：
期刊论文
[1]焊速对水下搅拌摩擦焊接7A04铝合金组织性能的影响[J]. 李天麒,王快社,王文,乔柯,徐瑞琦. 材料导报. 2016(22)
[2]Q235钢板与6082铝合金搅拌摩擦焊工艺[J]. 王希靖,邓向斌,王磊. 焊接学报. 2016(01)
[3]轴肩压入量对铝合金/钢搅拌摩擦焊搭接接头组织和性能的影响[J]. 黎祥民,罗磊,陈毕达,罗巧,张硕. 现代焊接. 2015(10)
[4]钢铝搅拌摩擦焊搭接接头的机械结合与冶金结合方式[J]. 林健,赵海峰,雷永平,赵翀,吴中伟. 机械工程学报. 2015(16)
[5]基于ANSYS模拟不同参数对Q235钢板焊接残余应力的影响[J]. 张宛玉,韩鸿彬,刘恒,牛哲荟,韩东伟. 河南科技. 2015(03)
[6]铝和镀锌钢板的搅拌摩擦焊搭接分析[J]. 王希靖,申志康,张忠科. 焊接学报. 2011(12)
[7]焊接接头中的数值分析应用[J]. 沙万华,孙旭东. 锅炉技术. 2009(03)
[8]铝合金平板搅拌摩擦焊接应力变形分析[J]. 李红克,史清宇,王鑫,李亭. 焊接学报. 2008(02)
[9]基于物体空间序法的CT图像三维重建算法的研究[J]. 高艳,唐晓英,张军莉,孙萍. 北京生物医学工程. 2003(03)
[10]搅拌摩擦焊接的传热和力学计算模型[J]. 汪建华,姚舜,魏良武,戚新海. 焊接学报. 2000(04)
硕士论文
[1]电磁力对直线电机地铁车辆动力学性能的影响[D]. 刘高坤.西南交通大学 2015
[2]铝与钢异种材料焊接工艺研究[D]. 汪建梅.沈阳航空航天大学 2013
本文编号：2951413
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