钢/铝搭接添加Sn-5%Zr粉末激光深熔焊接头微观组织研究

发布时间：2022-07-12 17:07

　　采用钢／铝结构件替代单一钢结构件,可获得良好减重效果,是实现车辆结构轻量化的有效途径,因而在现代交通运输工具中有广泛应用前景。激光深熔焊具有焊接速度快、过程稳定、能量密度高、焊接变形小等优点,成为钢／铝优质高效连接的重要方法,但激光深熔焊时,熔池内部Fe与Al易反应生成Fe-Al金属间化合物,恶化钢／铝接头力学性能。本文选取DP590双相钢与6016铝合金为研究对象,提出钢上铝下搭接、有无粉末添加的激光深熔焊实验方案,利用光学显微镜（OM）、带有EDS和EBSD探头的扫描电镜、X射线衍射仪、微机控制电子万能试验机等对钢／铝有无粉末添加接头的焊缝成形性、各区域微观组织、断口形貌、主要物相、相的分布、含量、晶粒大小及力学性能等进行系统研究,基于添加粉末前后焊缝成形、熔池冶金过程与焊缝组织改变,探讨添加粉末改善钢／铝接头性能的作用机理,研究结果期望为钢／铝结构件激光焊接的推广应用提供理论依据。基于熔点低、沸点高Sn元素组成粉末,易熔化、不易挥发,添加到钢／铝中,可改变激光焊接熔池冶金过程和焊缝微观组织,Zr作为填充金属,能细化焊缝区晶粒大小,以及有关加入量方面的文献报道,确定Sn-5%Zr粉... 

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及意义
    1.2 激光深熔焊接技术
        1.2.1 激光深熔焊技术的发展
        1.2.2 激光深熔焊技术原理
        1.2.3 激光深熔焊的技术优点
        1.2.4 钢/铝激光深熔焊存在的难题
    1.3 钢/铝激光深熔焊接研究进展
        1.3.1 钢/铝激光深熔焊接工艺的研究进展
        1.3.2 钢/铝焊接添加材料的研究进展
    1.4 本论文的研究内容
第2章 钢/铝搭接激光深熔焊实验设备及方案
    2.1 试验材料
    2.2 试验设备
        2.2.1 激光器
        2.2.2 执行机构
        2.2.3 焊接夹具
        2.2.4 气体保护装置
    2.3 试验方法
        2.3.1 焊接试验方案
        2.3.2 剪切拉伸性能测试
        2.3.3 金相显微观察
        2.3.4 高分辨率扫描电镜分析技术
    2.4 第一性原理理论基础及模拟软件
        2.4.1 第一性原理
        2.4.2 CASTEP计算软件简介
    2.5 本章小结
第3章 钢/铝搭接添加Sn-5%Zr粉末激光深熔焊接头微观组织研究
    3.1 钢/铝接头焊缝区显微组织
        3.1.1 焊缝金相分析
        3.1.2 焊缝组织分布
    3.2 钢/铝界面层显微组织
    3.3 钢/铝界面层元素分布
    3.4 钢/铝接头界面层相结构分析
    3.5 本章小结
第4章 Sn-5%Zr粉末改善钢/铝接头性能的作用机理
    4.1 接头性能与断口形貌
        4.1.1 焊接试样的剪切力学性能
        4.1.2 试样断口分析
    4.2 焊缝成形性对接头性能的影响
        4.2.1 焊缝微观形貌
        4.2.2 焊缝宏观形貌
    4.3 熔池冶金过程的改变对接头性能的影响
    4.4 焊缝区组织改变对接头性能的影响
    4.5 粉末改善钢/铝接头性能的理论机理
    4.6 本章小结
总结与展望
参考文献
致谢
附录A 攻读硕士期间发表的论文



本文编号：3659517