發(fā)布時(shí)間：2022-01-26 00:52

　　隨著能源危機(jī)和環(huán)境污染等問題的日益加劇,汽車工業(yè)正面臨著越來越嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。汽車輕量化已成為節(jié)約能源、減少排放的主要選擇對(duì)策。增加高強(qiáng)鋼、鋁合金等輕質(zhì)材料形成鋼/鋁復(fù)合結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)汽車輕量化的有效措施。但是由于鋼和鋁的物理、化學(xué)性質(zhì)存在顯著的差異,導(dǎo)致惡化高強(qiáng)鋼和鋁合金的焊接性,很難實(shí)現(xiàn)有效的連接。因此,本文高強(qiáng)鋼/鋁合金異種金屬電阻點(diǎn)焊接頭組織和力學(xué)性能的研究具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。本文采用傳統(tǒng)（不加工藝帶）的電阻點(diǎn)焊方法和工藝帶輔助電阻點(diǎn)焊方法,研究DP980高強(qiáng)鋼/5083鋁合金異種金屬點(diǎn)焊接頭的微觀組織及力學(xué)性能特點(diǎn),工藝帶和焊接參數(shù)的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明,高強(qiáng)鋼/鋁合金點(diǎn)焊接頭具有熔-釬焊的特點(diǎn),接頭主要由熔核區(qū)、界面區(qū)和熱影響區(qū)組成。鋁合金熔核具有聯(lián)生結(jié)晶特點(diǎn),從熔合線到熔核中部過冷度增大,晶粒形貌依次為胞狀晶、胞狀樹枝晶、樹枝晶和等軸樹枝晶。在焊接過程中,鋼/鋁界面發(fā)生Fe、Al原子的互擴(kuò)散和界面反應(yīng),形成具有雙層結(jié)構(gòu)的Fe-Al金屬間化合物層,靠近鋼一側(cè)先形成舌狀的Fe₂Al₅層,然后針狀的Fe₄Al... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：111 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

鋼/鋁擴(kuò)散焊接頭界面區(qū)金屬間化合物TEM明場像及選區(qū)電子衍射花樣

圖 1.1 鋼/鋁擴(kuò)散焊接頭界面區(qū)金屬間化合物 TEM 明場像及選區(qū)電子衍射花樣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 攪拌摩擦焊攪拌摩擦焊是一種固相焊接方法，以摩擦熱與塑性變形熱為焊接熱源，通過焊頭的高速旋轉(zhuǎn)與被焊工件產(chǎn)生摩擦熱從而達(dá)到軟化狀態(tài)，同時(shí)對(duì)焊件進(jìn)行攪拌摩擦以完成焊接。由于操作簡單、能耗低、功效高，焊接變形小等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于有色金屬的連接，也可進(jìn)行鋼/鋁異種金屬的焊接[14-16]。攪拌摩擦焊焊接過程如圖 1.2 所示。

第一章 緒論2012 年，西北工業(yè)大學(xué)凝固技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的 J.T. Xiong[17]等人研究鋁合金和不銹鋼異種金屬攪拌摩擦焊接頭的微觀組織及力學(xué)性能。實(shí)驗(yàn)過程中分別使用圓柱探針和螺紋探針。當(dāng)使用螺紋探針深入小于鋁合金板的厚度 2mm 焊接工件時(shí),在鋼/鋁平直界面處出現(xiàn)厚度小于 2μm 金屬間化合物層，如圖 1.3 所示。當(dāng)兩種探針深入不銹鋼中 2.4mm 時(shí)，平滑的探針在深入后不久就斷裂并且鋼中出現(xiàn)呈現(xiàn)不連續(xù)流動(dòng)的較厚的攪拌層，而螺紋探針具有很好的耐磨性。在鋼母材中平滑探針附近的溫度達(dá)到 419℃，螺紋探針附近的溫度為 351℃。在熔核底部的平直界面和不太低的焊接溫度表明是由探針螺紋、探針和母材之間的摩擦力帶動(dòng)材料的移動(dòng)。使用螺紋探針插入較深時(shí)，焊接接頭的金屬間化合物層厚度較薄，接頭強(qiáng)度可達(dá)到 89.7MPa甚至超過鋁母材的強(qiáng)度。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]汽車輕量化技術(shù)[J]. 鄭斯?jié)?  科技與創(chuàng)新. 2016(01)
[2]淺談電阻點(diǎn)焊焊接質(zhì)量控制及檢驗(yàn)方法[J]. 張?zhí)?  現(xiàn)代焊接. 2015 (10)
[3]鋁/鍍鋅鋼薄板異種金屬CMT熔釬焊接頭組織與力學(xué)性能[J]. 余剛,曹睿,陳劍虹.  中國機(jī)械工程. 2012(21)
[4]CMT能量輸入特點(diǎn)與熔滴過渡行為[J]. 張洪濤,馮吉才,胡樂亮.  材料科學(xué)與工藝. 2012(02)
[5]薄板焊接的極限——CMT冷金屬過渡焊接技術(shù)[J]. 朱宇虹,耿志卿.  電焊機(jī). 2011(04)
[6]磁脈沖焊接機(jī)理及其在異種金屬材料連接中的應(yīng)用[J]. 陳樹君,夏羽,于洋,盧振洋,劉爽.  焊接. 2010 (12)
[7]汽車車身用鋁合金與鋼的異種材料電阻點(diǎn)焊技術(shù)研究現(xiàn)狀[J]. 邱然鋒,石紅信,張柯柯,朱錦洪,李建軍.  電焊機(jī). 2010(05)
[8]鎂合金電阻點(diǎn)焊接頭中的缺陷[J]. 王亞榮,張忠典.  焊接學(xué)報(bào). 2006(07)
[9]超薄板的CMT冷金屬過渡技術(shù)[J]. 楊修榮.  焊接. 2005(12)
[10]攪拌摩擦焊研究進(jìn)展及前景展望[J]. 張華,林三寶,吳林,馮吉才,欒國紅.  焊接學(xué)報(bào). 2003(03)

碩士論文
[1]鋁/鋼電阻點(diǎn)焊工藝研究及數(shù)值模擬[D]. 曾敏.南昌航空大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3609485