異種材料超聲輔助激光點焊機理研究
發(fā)布時間：2021-10-10 22:23
隨著現(xiàn)代工業(yè)的高速發(fā)展,人們對結構件的使用性能有了更高的要求。許多高端工程及醫(yī)療產品要求用到多種材料的性能,使得異種材料連接技術成為一個研究熱點。其中,近年來金屬與塑料組合的產品備受青睞。然而不同材料之間的各物理、化學性能差異較大,難以實現(xiàn)其高強度的連接。因此,金屬與塑料的異種材料連接技術具有較高的研究價值和應用前景。本文以2mm厚的熱塑性塑料聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）和0.7mm厚的316L不銹鋼為研究對象,利用8kW光纖激光器對金屬與塑料進行金屬側激光照射焊接實驗,證明了運用脈沖激光能量實現(xiàn)金屬與塑料連接的可行性。研究了脈沖激光點焊過程中,脈沖激光功率、脈沖頻率、脈寬和離焦量對接頭宏觀形貌、微觀形貌、界面連接面積及力學性能的影響。在脈沖激光功率P=800W,脈沖頻率f=12Hz,脈寬T=35ms,離焦量Δf=60mm,焊接速度v=1.2m/min時,接頭等效拉伸強度最高,達到28.6MPa。在不銹鋼表面進行激光織構化處理,并以本實驗條件下的最佳工藝參數為基礎進行脈沖激光點焊實驗,研究了金屬表面織構化對接頭宏觀形貌、微觀形貌、界面連接面積及力學性能的影響,發(fā)現(xiàn)有織構接頭等效拉伸強...
【文章來源】：長春理工大學吉林省
【文章頁數】：85 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
不同螺栓類型的復合板損傷云圖
a) b) c)圖 1.2 不同類型鉚釘鉚接示意圖a) 塑料鉚釘鉚接 b) 金屬鉚釘鉚接 c) 自沖鉚接自沖鉚接技術的最初提出是用來連接薄板材料的，其工序周期短，不穿透底層基板，特別適用于塑性好的材料連接，相對于普通鉚接具有高效快捷的優(yōu)勢，因此在工業(yè)領域中得到快速應用[16]。金鑫[17]等人以鋁合金和高強鋼為實驗對象，研究了鉚釘長度和凹模尺寸等工藝參數對自沖鉚接接頭成形及力學性能的影響。許競楠[18]等人對比了有鉚自沖鉚接和無鉚自沖鉚接（壓�。﹥煞N連接工藝特點，研究了接頭區(qū)材料的組織形貌和力學性能。結果顯示，有鉚自沖鉚接的抗拉和抗剪切強度高于壓�。唤宇^區(qū)基材的晶粒形狀由等軸狀變?yōu)槔w維狀，使其性能產生各向異性，且沿纖維方向的強度和塑料提高。1.2.2 膠接膠接技術是利用膠黏劑在兩材料的待連接表面產生強力的粘合力，將兩材料緊密連接，具有較高的連接強度、耐久性和較好的密封性，通常適用于金屬-非金屬及非金屬-非金屬之間的連接。特別是在航空領域中，膠接技術已成為復合材料連接的主要方
圖 1.3 超聲作用下粘合劑的填充行為[21]材熔點的釬料，選取高于釬料熔點而低面的潤濕鋪展效果和毛細作用實現(xiàn)對連成新的化學鍵實現(xiàn)連接[24-25]。異種金屬藝參數和焊接方法可減少或避免界面大等某些熔點高、脆性大的非金屬焊接時有效連接方式[26]。澤宇[27]等人以 C/C 復合材料和金屬鈮為對接頭強度的影響，其釬焊示意圖如圖得石墨烯在焊縫中均勻分布，且由于石應力，使接頭強度顯著提升。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]石墨烯包覆泡沫銅復合中間層釬焊碳/碳復合材料與鈮的工藝與性能[J]. 王澤宇,霸金,亓鈞雷,馮吉才. 焊接學報. 2018(10)
[2]爆炸焊接304/Q245復合鋼界面結構及剪切行為各向異性[J]. 付艷恕,王震. 稀有金屬材料與工程. 2018(08)
[3]ABS塑料與Q235鋼異種接頭電阻點焊工藝與力學性能的研究[J]. 張昌青,靳少龍,楊黎東,劉雄波. 熱加工工藝. 2018(07)
[4]異質層狀結構316L不銹鋼的制備及其力學性能[J]. 高波,李建生,李玉勝. 金屬熱處理. 2018(03)
[5]微動損傷對復合材料螺栓連接預緊力松弛的影響[J]. 沈媛臻,肖毅. 復合材料學報. 2019(02)
[6]自鎖式高強螺栓T型件連接節(jié)點力學性能研究[J]. 柴文娟,王燕,楊帆. 工業(yè)建筑. 2018(03)
[7]汽車剎車片的粘接工藝研究[J]. 牛芳芳. 粘接. 2017(12)
[8]工藝參數對鎂鈦異質金屬超聲波點焊接頭拉伸性能及疲勞性能的影響[J]. 趙德望,任大鑫,趙坤民,郭杏林,楊文平. 機械工程學報. 2017(24)
[9]Al-Ni異種材料超聲波點焊工藝參數的優(yōu)化設計[J]. 解龑,羅震,馮夢楠,張慧敏,趙玉津,張輝. 上海交通大學學報. 2016(10)
[10]鋁合金/鋼異種材料熔釬焊接工藝及其研究現(xiàn)狀[J]. 秦國梁,武傳松. 機械工程學報. 2016(24)
博士論文
[1]超聲場對高強鋁合金凝固過程的影響規(guī)律與作用機理研究[D]. 蔣日鵬.中南大學 2014
[2]自沖鉚連接機理及力學性能研究[D]. 邢保英.昆明理工大學 2014
[3]SiC陶瓷與Ti-6Al-4V合金超聲波輔助釬焊的潤濕結合機制及工藝研究[D]. 陳曉光.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[4]SiO2-BN陶瓷與Invar合金釬焊中間層設計及界面結構形成機理[D]. 楊振文.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[5]電阻點焊質量監(jiān)測智能化及系統(tǒng)研究[D]. 文靜.吉林大學 2010
碩士論文
[1]Ti3SiC2陶瓷與Fe擴散連接界面的結構及性能[D]. 張向忠.安徽工業(yè)大學 2018
[2]304不銹鋼與聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）異種材料的焊接工藝研究[D]. 鄭懷中.江蘇大學 2017
[3]AZ31B鎂合金/6063鋁合金超聲輔助釬焊接頭界面組織研究[D]. 高盟召.蘭州理工大學 2017
[4]ABS與鋁合金攪拌摩擦焊工藝研究[D]. 彭軍.蘭州理工大學 2016
[5]不銹鋼和鍍銅—鎳低碳鋼的激光點焊工藝及性能研究[D]. 王丹丹.華中科技大學 2016
[6]鎂合金與聚乙烯對苯二甲酸酯（PET）焊接工藝研究[D]. 孫雪會.大連理工大學 2014
[7]SiC陶瓷與金屬W的連接及工藝研究[D]. 魏倩倩.武漢理工大學 2012
[8]鎂合金與高分子材料連接技術研究[D]. 謝龍.大連理工大學 2008
本文編號：3429259
【文章來源】：長春理工大學吉林省
【文章頁數】：85 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
不同螺栓類型的復合板損傷云圖
a) b) c)圖 1.2 不同類型鉚釘鉚接示意圖a) 塑料鉚釘鉚接 b) 金屬鉚釘鉚接 c) 自沖鉚接自沖鉚接技術的最初提出是用來連接薄板材料的，其工序周期短，不穿透底層基板，特別適用于塑性好的材料連接，相對于普通鉚接具有高效快捷的優(yōu)勢，因此在工業(yè)領域中得到快速應用[16]。金鑫[17]等人以鋁合金和高強鋼為實驗對象，研究了鉚釘長度和凹模尺寸等工藝參數對自沖鉚接接頭成形及力學性能的影響。許競楠[18]等人對比了有鉚自沖鉚接和無鉚自沖鉚接（壓�。﹥煞N連接工藝特點，研究了接頭區(qū)材料的組織形貌和力學性能。結果顯示，有鉚自沖鉚接的抗拉和抗剪切強度高于壓�。唤宇^區(qū)基材的晶粒形狀由等軸狀變?yōu)槔w維狀，使其性能產生各向異性，且沿纖維方向的強度和塑料提高。1.2.2 膠接膠接技術是利用膠黏劑在兩材料的待連接表面產生強力的粘合力，將兩材料緊密連接，具有較高的連接強度、耐久性和較好的密封性，通常適用于金屬-非金屬及非金屬-非金屬之間的連接。特別是在航空領域中，膠接技術已成為復合材料連接的主要方
圖 1.3 超聲作用下粘合劑的填充行為[21]材熔點的釬料，選取高于釬料熔點而低面的潤濕鋪展效果和毛細作用實現(xiàn)對連成新的化學鍵實現(xiàn)連接[24-25]。異種金屬藝參數和焊接方法可減少或避免界面大等某些熔點高、脆性大的非金屬焊接時有效連接方式[26]。澤宇[27]等人以 C/C 復合材料和金屬鈮為對接頭強度的影響，其釬焊示意圖如圖得石墨烯在焊縫中均勻分布，且由于石應力，使接頭強度顯著提升。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]石墨烯包覆泡沫銅復合中間層釬焊碳/碳復合材料與鈮的工藝與性能[J]. 王澤宇,霸金,亓鈞雷,馮吉才. 焊接學報. 2018(10)
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[3]ABS塑料與Q235鋼異種接頭電阻點焊工藝與力學性能的研究[J]. 張昌青,靳少龍,楊黎東,劉雄波. 熱加工工藝. 2018(07)
[4]異質層狀結構316L不銹鋼的制備及其力學性能[J]. 高波,李建生,李玉勝. 金屬熱處理. 2018(03)
[5]微動損傷對復合材料螺栓連接預緊力松弛的影響[J]. 沈媛臻,肖毅. 復合材料學報. 2019(02)
[6]自鎖式高強螺栓T型件連接節(jié)點力學性能研究[J]. 柴文娟,王燕,楊帆. 工業(yè)建筑. 2018(03)
[7]汽車剎車片的粘接工藝研究[J]. 牛芳芳. 粘接. 2017(12)
[8]工藝參數對鎂鈦異質金屬超聲波點焊接頭拉伸性能及疲勞性能的影響[J]. 趙德望,任大鑫,趙坤民,郭杏林,楊文平. 機械工程學報. 2017(24)
[9]Al-Ni異種材料超聲波點焊工藝參數的優(yōu)化設計[J]. 解龑,羅震,馮夢楠,張慧敏,趙玉津,張輝. 上海交通大學學報. 2016(10)
[10]鋁合金/鋼異種材料熔釬焊接工藝及其研究現(xiàn)狀[J]. 秦國梁,武傳松. 機械工程學報. 2016(24)
博士論文
[1]超聲場對高強鋁合金凝固過程的影響規(guī)律與作用機理研究[D]. 蔣日鵬.中南大學 2014
[2]自沖鉚連接機理及力學性能研究[D]. 邢保英.昆明理工大學 2014
[3]SiC陶瓷與Ti-6Al-4V合金超聲波輔助釬焊的潤濕結合機制及工藝研究[D]. 陳曉光.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[4]SiO2-BN陶瓷與Invar合金釬焊中間層設計及界面結構形成機理[D]. 楊振文.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[5]電阻點焊質量監(jiān)測智能化及系統(tǒng)研究[D]. 文靜.吉林大學 2010
碩士論文
[1]Ti3SiC2陶瓷與Fe擴散連接界面的結構及性能[D]. 張向忠.安徽工業(yè)大學 2018
[2]304不銹鋼與聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）異種材料的焊接工藝研究[D]. 鄭懷中.江蘇大學 2017
[3]AZ31B鎂合金/6063鋁合金超聲輔助釬焊接頭界面組織研究[D]. 高盟召.蘭州理工大學 2017
[4]ABS與鋁合金攪拌摩擦焊工藝研究[D]. 彭軍.蘭州理工大學 2016
[5]不銹鋼和鍍銅—鎳低碳鋼的激光點焊工藝及性能研究[D]. 王丹丹.華中科技大學 2016
[6]鎂合金與聚乙烯對苯二甲酸酯（PET）焊接工藝研究[D]. 孫雪會.大連理工大學 2014
[7]SiC陶瓷與金屬W的連接及工藝研究[D]. 魏倩倩.武漢理工大學 2012
[8]鎂合金與高分子材料連接技術研究[D]. 謝龍.大連理工大學 2008
本文編號：3429259
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