超薄铜及铜合金搅拌摩擦焊工艺性能及流动特征研究

发布时间：2022-02-20 23:01

　　铜及铜合金具有良好的导电性、导热性、延展性和耐腐蚀性等特点,其微连接在航空、电子及能源技术等方面广泛应用。然而,由于被焊工件的软化温度高、材料物理性质不同、薄板焊缝区塑性金属减少带来的摩擦产热减少、薄板比表面积增大带来的传热速度快等原因,使得被焊工件局部加热到塑性状态较为困难,导致塑性金属的流动性不足,而带来焊缝不利于成形及接头性能不佳等问题。因此,研究焊缝各区域晶粒的演变过程及金属的流动行为机理就显得尤为重要。参考已有学者对微搅拌摩擦焊的研究,结合铜及铜合金超薄板材料的特性及工艺特点,选择并设计出适合于焊接的搅拌工具材料和形状。搅拌工具选用WC-Co硬质合金材料,由内凹3°轴肩和圆锥状搅拌针组成。在相同的焊接条件下,采用轴肩为6 mm、8 mm的搅拌工具实现了0.6 mm厚铜及铜合金超薄板的对接μFSW工艺。研究表明焊接热输入量对接头的表面成形和力学性能有明显影响,选用合适的搅拌工具和工艺参数可获得成形良好且性能优异的接头。对于H62黄铜的接头而言,轴肩为8 mm所获得的接头成形和抗拉强度比轴肩为6 mm的普遍较好,当转速12000 rpm、焊速240 mm/min时接头力学性能最佳... 

【文章来源】：兰州理工大学甘肃省

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题背景及研究目的和意义
    1.2 微连接搅拌摩擦焊国内外研究现状
        1.2.1 超薄板搅拌摩擦焊搅拌工具
        1.2.2 超薄板焊接接头成形与性能
        1.2.3 超薄板搅拌摩擦焊金属流动特征
        1.2.4 超薄板搅拌摩擦焊的热及力过程
    1.3 本文主要研究内容
第二章 实验材料、设备及方法
    2.1 实验材料
    2.2 实验设备
        2.2.1 焊接平台搅拌摩擦焊设备
        2.2.2 搅拌工具的选择与设计
        2.2.3 焊接温度及力测量装置
    2.3 实验过程及分析方法
        2.3.1 实验过程
        2.3.2 接头测试及分析
第三章 焊接工艺及力学性能
    3.1 试验基准工艺参数的确定
    3.2 接头表面成形
        3.2.1 焊接速度对H62接头表面成形的影响
        3.2.2 旋转速度对H62接头表面成形的影响
        3.2.3 焊接速度对T2/H62接头表面成形的影响
        3.2.4 旋转速度对T2/H62接头表面成形的影响
    3.3 工艺参数与接头拉伸强度
    3.4 接头拉伸断口分析
    3.5 接头横截面显微硬度分布
    3.6 本章小结
第四章 焊接接头组织及流动性分析
    4.1 工艺参数与接头宏观形貌
        4.1.1 焊接速度对宏观形貌的影响
        4.1.2 旋转速度对宏观形貌的影响
    4.2 焊接参数与接头微观组织
        4.2.1 焊接速度对微观组织的影响
        4.2.2 旋转速度对微观组织的影响
    4.3 典型的接头宏观形貌及微观组织
    4.4 金属流动性分析
        4.4.1 焊接速度对金属流动的影响
        4.4.2 旋转速度对金属流动的影响
        4.4.3 焊缝横截面塑性金属流动模型的建立
    4.5 本章小结
第五章 微搅拌摩擦焊力及热过程分析
    5.1 焊接过程特征参数分析
    5.2 H62黄铜焊接过程特征参数分析
        5.2.1 在不同搅拌工具下的焊接温度变化
        5.2.2 在不同搅拌工具下的焊接力变化
    5.3 T2/H62焊接过程特征参数分析
        5.3.1 在不同搅拌工具下的焊接温度变化
        5.3.2 在不同搅拌工具下的焊接力变化
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间发表的论文及其他成果


【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：3635984