Zr-基块体非晶合金搅拌摩擦焊研究

发布时间：2024-06-30 09:39

　　目前关于块体非晶合金搅拌摩擦焊的研究主要集中在工艺参数对焊缝显微结构和力学性能的影响方面,但是与焊缝成形密切相关的焊缝金属塑性流动行为研究鲜有报道。焊缝金属的塑性流动行为能直接影响焊后试样的焊缝宏观形貌和力学性能,所以对其进行系统的研究对块体非晶合金搅拌摩擦焊具有重要意义。首先,本文利用“示踪材料法”研究了不同形貌焊缝在形成过程中的塑性流动行为。通过控制变量法只改变进给速度,得到“完整型”、“孔洞型”、“隧道型”焊缝。根据焊接前后不同形貌焊缝在水平和厚度方向上的示踪材料位置及形貌变化,分析了焊接过程中焊缝金属的塑性流动行为和焊缝缺陷的形成、演化规律。最后根据焊缝金属塑性流动规律构建了“塑性流动”模型。模型中,随着进给速度增加,飞边逐渐增多,单位长度焊缝吸收热量降低,参与焊缝流动的塑化金属减少,且流动能力变差,缺陷随之产生。模型中,焊缝塑化金属在焊核区以“环状流动”形式传质、传热。轴肩影响区和搅拌针影响区交界处为“缺陷易发区”,搅拌针影响区前进侧底部为“难填补区”。当搅拌针插入非晶试样时,焊缝金属的“体积平衡”被破坏。为达到新的平衡状态,焊缝金属将沿着阻力最小的地方溢出,从而在“轴肩影响...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1焊后试样横截面不同区域分布图

图1.1焊后试样横截面不同区域分布图主要是搅拌头进给速度v、旋转速度n及下压力p综合过正交试验法，研究并发现影响焊接形貌的主要因素量p及进给速度v，而且影响主次顺序为：n﹥p﹥v。转摩擦作用使被焊金属迅速软化。进给速度v控制进量。改变下压量p，顶锻压力相....

图1.2Zr55Cu30Al10Ni5金属玻璃在不同转速区间所对应焊缝形貌图

图1.2Zr55Cu30Al10Ni5金属玻璃在不同转速区间所对应焊缝形貌图Kobata等[28]成功将搅拌摩擦加工技术应用于非晶合金Zr55Cu30Al10Ni5的组织及力学性能研究。搅拌摩擦加工技术基于搅拌摩擦焊原理，在摩擦区域的微结构中出现10~45nm宽的“....

图1.3自由体积模型示意图，(a)V≥V*，(b)V＜V在自由体积理论模型的基础上

Zr-基块体非晶合金搅拌摩擦焊研究积为Ω的原子上的能量为τΩ，使原子跃迁后产生自由能差为ΔG，因此原子更于沿外力τ作用的方向移动。当温度高于Tg点以后，自由体积V迅速增加，使够移动的原子数量也随之增加，由于外力τ的作用，自由体积周围的原子沿作用方向移动，所以....

图1.4剪切转变模型示意图

图1.4剪切转变模型示意图积理论模型和剪切转变理论模型可以很好地解释非晶合金体非晶合金搅拌摩擦焊过程中，焊缝金属将发生剧烈的塑度上产生塑性变形。该理论是本实验中解释焊后试样综合础。合金搅拌摩擦焊塑性流动行为晶合金的搅拌摩擦焊受到多场耦合作用[40]，主要是受到力。由于非晶合金....

本文编号：3998673