镁合金/钢激光诱导电弧溶化焊成形及界面强化机制研究
发布时间：2021-11-25 20:33
在全球参与节能减排的大背景下,轻量化已然成为汽车尤其是新能源汽车发展的必然趋势。镁合金具有密度低、比强度高、阻尼减震性好等优点,是常见的最轻的金属结构材料;钢强度高、塑韧性好、结构制造简便,是目前应用最广泛的金属材料。将镁合金与钢结合形成异质金属零部件是实现汽车轻量化的一个重要方向,而镁合金与钢的焊接仍是制约其设计及应用的关键。镁合金/钢连接作为不反应难固溶异质金属连接的典型代表,如何促进两者界面冶金反应、改善界面结构以及实现界面层与基体的匹配仍是国内外研究的焦点。本论文以AZ31B镁合金/Q235钢板材对接焊为研究对象,在高界面反应温度下,采用激光诱导电弧耦合热源,系统开展镁合金/钢直接对接熔化焊、填AZ61镁合金焊丝对接熔化焊及添Ni夹层对接熔化焊接头成形特征、界面层结构模型及界面强化机理研究。本文主要结论如下:（1）开展了镁合金/钢激光诱导电弧直接对接熔化焊工艺研究,研究了焊接参数、母材厚度对接头成形及性能影响。实验结果表明:本实验条件下,当激光功率为110 W,电弧电流为40 A时,2.0 mm厚度镁合金/0.8 mm厚度钢接头抗拉强度达186 MPa,达到镁合金母材的73.8...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：179 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２镁合金／镀锌钢搅拌摩擦焊｜１Ｓ１??（ａ）示意图；（ｂ）镁合金与１．５?ｍｍ厚钢板接头横截面；（ｃ）镁合金与０．８?ｍｍ厚钢板??
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Ｎ的剪切强??度［１６］。采用无孔ＦＳＳＷ技术，ＡＺ３１Ｂ镁合金／低碳镀锌钢接头最大剪切强度达８．７?ｋＮ［１７］，??ＡＺ３１Ｂ镁合金／ＤＰ６００镀锌钢接头可分别得到８．７?ｋＮｐｌ］和１０．４?ｋＮ［１４］两种不同强度。综上??所述，影响镁合金／钢搭接接头性能的因素主要有焊接工艺、镀层种类以及搭接面积等。??近年来，国内外学者开始探索镁合金／钢搅拌摩擦对接焊方式的可行性。Ｋａｓａｉ等人??［２２］采用搅拌摩擦对接焊技术，分析镁合金中铝含量对镁合金／钢对接接头力学性能的影??响。从图１．４可以看出，最大抗拉强度出现在ＡＺ６１镁合金／钢对接接头中，随着镁合金??中Ａ１含量的增加，接头的抗拉强度逐渐增大，其镁合金／钢界面由Ｆｅ２Ａｌ５组成。因此，??铝元素对镁合金／钢搅拌摩擦对接焊的结合起着关键作用［２３］。镁合金／钢异种金属ＦＳＷ过??程中，其界面常见的化合物有：Ｆｅ４Ａｌ１３１２４］（底心单斜结构）、Ｆｅ３Ａｌ［１７’１９，２４—２６］（面心立??方结构）、Ｆｅ２Ａｌ５［２］（底心正交结构）和ＦｅＡｌ２［１６］（简单三斜结构）等。??Ｒｏｔａｔｉｏｎ??????（＜１）?／?蟲，？＞?（ｂ）?＿－遷??ＮＤ?｜?Ｓｔｅｅｌ?臆邏＾Ｍａｇｎｅｓｉｕｍ?｜??Ｍ?＾?＾＞?Ｐｒｏｂｅ??乙￣＊－ＴＤ?Ｏｆｆｓｅｔ??Ｈ?３００??ｊ??（ｄ）?．５ｍｍ??卜?｜??ｒ。＿?＿?删??－Ｉ??ｐ?（ｌＯＯＯｒｐｍ）?ｌｉ?穿勒??５°?＿?Ｉ?Ｉ??Ｔ?０Ｌｌ———?．１?一?＿■??ｔ?°??？＿Ｄ?＾?１?Ａｌｕｍｉｎｕｍ?Ｃｏｎｔｅｎｔ：?％??图１．４镁合金／钢
【参考文献】：
期刊论文
[1]添加过渡层的镁合金/钢激光-TIG电弧复合熔化焊接机制[J]. 宋刚,王杰,于景威,刘黎明. 焊接学报. 2016(05)
[2]Effect of Heat Input on Microstructure and Mechanical Properties of Joints Made by Bypass-Current MIG Welding–Brazing of Magnesium Alloy to Galvanized Steel[J]. Yugang Miao,Bintao Wu,Xiangfang Xu,Duanfeng Han. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2014(06)
[3]镁钢无匙孔搅拌摩擦点焊(英文)[J]. 张忠科,王希靖,王培中,赵刚. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(06)
本文编号：3518752
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：179 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２镁合金／镀锌钢搅拌摩擦焊｜１Ｓ１??（ａ）示意图；（ｂ）镁合金与１．５?ｍｍ厚钢板接头横截面；（ｃ）镁合金与０．８?ｍｍ厚钢板??
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Ｎ的剪切强??度［１６］。采用无孔ＦＳＳＷ技术，ＡＺ３１Ｂ镁合金／低碳镀锌钢接头最大剪切强度达８．７?ｋＮ［１７］，??ＡＺ３１Ｂ镁合金／ＤＰ６００镀锌钢接头可分别得到８．７?ｋＮｐｌ］和１０．４?ｋＮ［１４］两种不同强度。综上??所述，影响镁合金／钢搭接接头性能的因素主要有焊接工艺、镀层种类以及搭接面积等。??近年来，国内外学者开始探索镁合金／钢搅拌摩擦对接焊方式的可行性。Ｋａｓａｉ等人??［２２］采用搅拌摩擦对接焊技术，分析镁合金中铝含量对镁合金／钢对接接头力学性能的影??响。从图１．４可以看出，最大抗拉强度出现在ＡＺ６１镁合金／钢对接接头中，随着镁合金??中Ａ１含量的增加，接头的抗拉强度逐渐增大，其镁合金／钢界面由Ｆｅ２Ａｌ５组成。因此，??铝元素对镁合金／钢搅拌摩擦对接焊的结合起着关键作用［２３］。镁合金／钢异种金属ＦＳＷ过??程中，其界面常见的化合物有：Ｆｅ４Ａｌ１３１２４］（底心单斜结构）、Ｆｅ３Ａｌ［１７’１９，２４—２６］（面心立??方结构）、Ｆｅ２Ａｌ５［２］（底心正交结构）和ＦｅＡｌ２［１６］（简单三斜结构）等。??Ｒｏｔａｔｉｏｎ??????（＜１）?／?蟲，？＞?（ｂ）?＿－遷??ＮＤ?｜?Ｓｔｅｅｌ?臆邏＾Ｍａｇｎｅｓｉｕｍ?｜??Ｍ?＾?＾＞?Ｐｒｏｂｅ??乙￣＊－ＴＤ?Ｏｆｆｓｅｔ??Ｈ?３００??ｊ??（ｄ）?．５ｍｍ??卜?｜??ｒ。＿?＿?删??－Ｉ??ｐ?（ｌＯＯＯｒｐｍ）?ｌｉ?穿勒??５°?＿?Ｉ?Ｉ??Ｔ?０Ｌｌ———?．１?一?＿■??ｔ?°??？＿Ｄ?＾?１?Ａｌｕｍｉｎｕｍ?Ｃｏｎｔｅｎｔ：?％??图１．４镁合金／钢
【参考文献】：
期刊论文
[1]添加过渡层的镁合金/钢激光-TIG电弧复合熔化焊接机制[J]. 宋刚,王杰,于景威,刘黎明. 焊接学报. 2016(05)
[2]Effect of Heat Input on Microstructure and Mechanical Properties of Joints Made by Bypass-Current MIG Welding–Brazing of Magnesium Alloy to Galvanized Steel[J]. Yugang Miao,Bintao Wu,Xiangfang Xu,Duanfeng Han. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2014(06)
[3]镁钢无匙孔搅拌摩擦点焊(英文)[J]. 张忠科,王希靖,王培中,赵刚. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(06)
本文编号：3518752
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