高强钢和铝合金的焊接工艺研究

发布时间：2017-04-19 11:20

  本文关键词：高强钢和铝合金的焊接工艺研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来，环境问题引发了各类学者和工业技术人员汽车轻量化技术的研究热潮。采用较薄的高强度钢和铝合金的复合结构件替代传统钢铁结构能有效地减轻汽车重量。高强度钢和铝合金的机械连接、粘接等连接技术在强度和性能方面无法满足工业需求，因此，二者之间的焊接必然成为其连接的主要途径。然而，由于钢和铝的性质差异较大，使得他们之间的焊接很困难，而且很容易产生脆性铁铝相，严重影响接头的强度。 本文以车身用冲压高强度钢板Q295和6061铝合金板为研究对象，对高强度钢的表面处理工艺进行了研究，旨在获得一个良好的过渡层，从而在焊接过程作为一个屏障。本课题的研究主要分为三个部分：首先，研究了高强钢表面的活化处理工艺。结果表明，活化能够改变钢表面的状态，而且不同的活化液浓度和活化处理时间对活化效果都有影响；第二个阶段研究了高强钢的活化热浸渗铝工艺。研究表明，不同的活化时间和渗铝时间对渗铝层的形成有一定的影响，在活化处理14s，渗铝80s时，可以得到最佳的渗铝层。最后，对渗铝高强钢和铝合金进行焊接正交试验。试验结果证明，活化时间和渗铝时间对接头强度的影响更显著，最优的组合为：活化14s、渗铝80s处理，焊接峰值电流80A，焊接速度0.8m/min，此时，，接头的抗拉剪强度可达到136.4N/mm。通过对接头的金相分析、断口分析，证明异种金属钢和铝已经形成了良好的冶金结合，通过SEM、XRD等相关的检测分析，可初步分析这种接头强度较高的原因在于接头中生成了新的物相Al65Cu20Fe15和Al3Ni，从而抑制了铁铝之间脆性的金属间化合物的产生。
【关键词】：高强钢 铝合金 活化 热浸渗铝 焊接
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TG457.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 综述8-21
• 1.1 引言8-11
• 1.2 课题意义11
• 1.3 金属表面活化11-12
• 1.4 钢件的热浸渗铝12-14
• 1.5 高强钢和铝合金的焊接14-19
• 1.6 本课题的主要研究内容和方法19-21
• 1.6.1 本课题的主要研究内容20
• 1.6.2 本课题的主要研究方法20-21
• 第2章 试验材料、设备及工艺21-24
• 2.1 试验材料21
• 2.2 试验设备21-22
• 2.3 工艺流程22-23
• 2.4 检测方法23-24
• 第3章 高强钢表面活化处理24-28
• 3.1 活化液成分的选择24
• 3.2 活化试验工艺方案24
• 3.3 活化试验过程24-25
• 3.4 活化试验结果分析25-26
• 3.5 活化机理分析26-27
• 3.6 本章结论27-28
• 第4章 高强钢的活化热浸渗铝28-38
• 4.1 渗铝液合金成分的选择28
• 4.2 活化渗铝工艺方案28-29
• 4.3 活化渗铝试验过程29-30
• 4.4 活化渗铝结果及分析30-37
• 4.4.1 宏观形貌30-31
• 4.4.2 显微组织31-33
• 4.4.3 显微硬度33-35
• 4.4.4 界面元素分析35-37
• 4.5 活化对渗铝的影响分析37
• 4.6 本章结论37-38
• 第5章 渗铝高强钢和铝合金的焊接38-51
• 5.1 渗铝高强钢和铝合金的焊接性分析38-39
• 5.2 焊接注意事项39-40
• 5.3 焊接正交试验设计40-41
• 5.4 焊接试验结果与分析41-50
• 5.4.1 焊接接头抗拉剪强度测试41-42
• 5.4.2 焊接接头显微组织42-43
• 5.4.3 焊接界面显微硬度43-45
• 5.4.4 焊接接头断口分析45-46
• 5.4.5 焊接接头元素分析46-48
• 5.4.6 焊接接头物相检测分析48-50
• 5.5 本章结论50-51
• 第6章 结论51-52
• 致谢52-53
• 参考文献53-58
• 附录 1 攻读硕士学位期间发表的论文58-59
• 附录 2 攻读硕士学位期间参加的科研项目59

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：316181