高强钢/铝合金异种金属电阻点焊接头组织和力学性能的研究
发布时间：2022-01-26 00:52
随着能源危机和环境污染等问题的日益加剧,汽车工业正面临着越来越严峻的挑战。汽车轻量化已成为节约能源、减少排放的主要选择对策。增加高强钢、铝合金等轻质材料形成钢/铝复合结构是实现汽车轻量化的有效措施。但是由于钢和铝的物理、化学性质存在显著的差异,导致恶化高强钢和铝合金的焊接性,很难实现有效的连接。因此,本文高强钢/铝合金异种金属电阻点焊接头组织和力学性能的研究具有重要的理论意义和实用价值。本文采用传统（不加工艺带）的电阻点焊方法和工艺带辅助电阻点焊方法,研究DP980高强钢/5083铝合金异种金属点焊接头的微观组织及力学性能特点,工艺带和焊接参数的影响规律。研究结果表明,高强钢/铝合金点焊接头具有熔-钎焊的特点,接头主要由熔核区、界面区和热影响区组成。铝合金熔核具有联生结晶特点,从熔合线到熔核中部过冷度增大,晶粒形貌依次为胞状晶、胞状树枝晶、树枝晶和等轴树枝晶。在焊接过程中,钢/铝界面发生Fe、Al原子的互扩散和界面反应,形成具有双层结构的Fe-Al金属间化合物层,靠近钢一侧先形成舌状的Fe2Al5层,然后针状的Fe4Al...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：111 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
钢/铝扩散焊接头界面区金属间化合物TEM明场像及选区电子衍射花样
图 1.1 钢/铝扩散焊接头界面区金属间化合物 TEM 明场像及选区电子衍射花样Fig.1.1 TEM bright field image of intermetallic compound in the interface area ofsteel/aluminum joint and selected area electron diffraction patterns.1.3.2 搅拌摩擦焊搅拌摩擦焊是一种固相焊接方法，以摩擦热与塑性变形热为焊接热源，通过焊头的高速旋转与被焊工件产生摩擦热从而达到软化状态，同时对焊件进行搅拌摩擦以完成焊接。由于操作简单、能耗低、功效高，焊接变形小等优点广泛应用于有色金属的连接，也可进行钢/铝异种金属的焊接[14-16]。搅拌摩擦焊焊接过程如图 1.2 所示。
第一章 绪论2012 年，西北工业大学凝固技术国家重点实验室的 J.T. Xiong[17]等人研究铝合金和不锈钢异种金属搅拌摩擦焊接头的微观组织及力学性能。实验过程中分别使用圆柱探针和螺纹探针。当使用螺纹探针深入小于铝合金板的厚度 2mm 焊接工件时,在钢/铝平直界面处出现厚度小于 2μm 金属间化合物层，如图 1.3 所示。当两种探针深入不锈钢中 2.4mm 时，平滑的探针在深入后不久就断裂并且钢中出现呈现不连续流动的较厚的搅拌层，而螺纹探针具有很好的耐磨性。在钢母材中平滑探针附近的温度达到 419℃，螺纹探针附近的温度为 351℃。在熔核底部的平直界面和不太低的焊接温度表明是由探针螺纹、探针和母材之间的摩擦力带动材料的移动。使用螺纹探针插入较深时，焊接接头的金属间化合物层厚度较薄，接头强度可达到 89.7MPa甚至超过铝母材的强度。
【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车轻量化技术[J]. 郑斯泽. 科技与创新. 2016(01)
[2]浅谈电阻点焊焊接质量控制及检验方法[J]. 张塘. 现代焊接. 2015 (10)
[3]铝/镀锌钢薄板异种金属CMT熔钎焊接头组织与力学性能[J]. 余刚,曹睿,陈剑虹. 中国机械工程. 2012(21)
[4]CMT能量输入特点与熔滴过渡行为[J]. 张洪涛,冯吉才,胡乐亮. 材料科学与工艺. 2012(02)
[5]薄板焊接的极限——CMT冷金属过渡焊接技术[J]. 朱宇虹,耿志卿. 电焊机. 2011(04)
[6]磁脉冲焊接机理及其在异种金属材料连接中的应用[J]. 陈树君,夏羽,于洋,卢振洋,刘爽. 焊接. 2010 (12)
[7]汽车车身用铝合金与钢的异种材料电阻点焊技术研究现状[J]. 邱然锋,石红信,张柯柯,朱锦洪,李建军. 电焊机. 2010(05)
[8]镁合金电阻点焊接头中的缺陷[J]. 王亚荣,张忠典. 焊接学报. 2006(07)
[9]超薄板的CMT冷金属过渡技术[J]. 杨修荣. 焊接. 2005(12)
[10]搅拌摩擦焊研究进展及前景展望[J]. 张华,林三宝,吴林,冯吉才,栾国红. 焊接学报. 2003(03)
硕士论文
[1]铝/钢电阻点焊工艺研究及数值模拟[D]. 曾敏.南昌航空大学 2014
本文编号：3609485
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：111 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
钢/铝扩散焊接头界面区金属间化合物TEM明场像及选区电子衍射花样
图 1.1 钢/铝扩散焊接头界面区金属间化合物 TEM 明场像及选区电子衍射花样Fig.1.1 TEM bright field image of intermetallic compound in the interface area ofsteel/aluminum joint and selected area electron diffraction patterns.1.3.2 搅拌摩擦焊搅拌摩擦焊是一种固相焊接方法，以摩擦热与塑性变形热为焊接热源，通过焊头的高速旋转与被焊工件产生摩擦热从而达到软化状态，同时对焊件进行搅拌摩擦以完成焊接。由于操作简单、能耗低、功效高，焊接变形小等优点广泛应用于有色金属的连接，也可进行钢/铝异种金属的焊接[14-16]。搅拌摩擦焊焊接过程如图 1.2 所示。
第一章 绪论2012 年，西北工业大学凝固技术国家重点实验室的 J.T. Xiong[17]等人研究铝合金和不锈钢异种金属搅拌摩擦焊接头的微观组织及力学性能。实验过程中分别使用圆柱探针和螺纹探针。当使用螺纹探针深入小于铝合金板的厚度 2mm 焊接工件时,在钢/铝平直界面处出现厚度小于 2μm 金属间化合物层，如图 1.3 所示。当两种探针深入不锈钢中 2.4mm 时，平滑的探针在深入后不久就断裂并且钢中出现呈现不连续流动的较厚的搅拌层，而螺纹探针具有很好的耐磨性。在钢母材中平滑探针附近的温度达到 419℃，螺纹探针附近的温度为 351℃。在熔核底部的平直界面和不太低的焊接温度表明是由探针螺纹、探针和母材之间的摩擦力带动材料的移动。使用螺纹探针插入较深时，焊接接头的金属间化合物层厚度较薄，接头强度可达到 89.7MPa甚至超过铝母材的强度。
【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车轻量化技术[J]. 郑斯泽. 科技与创新. 2016(01)
[2]浅谈电阻点焊焊接质量控制及检验方法[J]. 张塘. 现代焊接. 2015 (10)
[3]铝/镀锌钢薄板异种金属CMT熔钎焊接头组织与力学性能[J]. 余刚,曹睿,陈剑虹. 中国机械工程. 2012(21)
[4]CMT能量输入特点与熔滴过渡行为[J]. 张洪涛,冯吉才,胡乐亮. 材料科学与工艺. 2012(02)
[5]薄板焊接的极限——CMT冷金属过渡焊接技术[J]. 朱宇虹,耿志卿. 电焊机. 2011(04)
[6]磁脉冲焊接机理及其在异种金属材料连接中的应用[J]. 陈树君,夏羽,于洋,卢振洋,刘爽. 焊接. 2010 (12)
[7]汽车车身用铝合金与钢的异种材料电阻点焊技术研究现状[J]. 邱然锋,石红信,张柯柯,朱锦洪,李建军. 电焊机. 2010(05)
[8]镁合金电阻点焊接头中的缺陷[J]. 王亚荣,张忠典. 焊接学报. 2006(07)
[9]超薄板的CMT冷金属过渡技术[J]. 杨修荣. 焊接. 2005(12)
[10]搅拌摩擦焊研究进展及前景展望[J]. 张华,林三宝,吴林,冯吉才,栾国红. 焊接学报. 2003(03)
硕士论文
[1]铝/钢电阻点焊工艺研究及数值模拟[D]. 曾敏.南昌航空大学 2014
本文编号：3609485
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/3609485.html
