船舶制造行業(yè)對輕量化的要求日益增加,鋁合金因其密度小、比強度大和抗腐蝕性強等優(yōu)點,被用來代替原本鋼制結(jié)構(gòu)的船舶上層建筑,這種鋁/鋼復(fù)合結(jié)構(gòu)可以減輕船體的重量并提高船舶的航行速度。但是使用傳統(tǒng)鋁/鋼爆炸焊接頭作為過渡接頭的鋁/鋼復(fù)合結(jié)構(gòu)在焊接制造以及服役過程中,容易出現(xiàn)過渡接頭開裂等安全隱患。因此對現(xiàn)有的鋁/鋼復(fù)合焊接技術(shù)的深入研究至關(guān)重要,同時研發(fā)新型的鋁/鋼焊接技術(shù)也迫在眉睫。本文采用傳統(tǒng)的添加鋁/鋼過渡接頭的復(fù)合焊接工藝,研究焊接熱輸入對過渡接頭鋁/鋼界面溫度、微觀組織和形貌以及力學(xué)性能的影響。同時采用Zn-22Al藥芯焊絲進(jìn)行5083鋁合金/E36鋼的鎢極氬弧熔釬焊工藝研究。探討了焊接電流和預(yù)熱溫度對接頭宏觀形貌、界面金屬間化合物層變化和力學(xué)性能的影響,研究高強高效鋁/鋼異種金屬熔釬焊技術(shù)的可行性。鋁/鋼復(fù)合焊接研究表明,使鋁/鋼界面達(dá)到同一溫度所需要的焊接熱輸入,鋁側(cè)遠(yuǎn)小于鋼側(cè)。改變焊接熱輸入對接頭的宏觀形貌和微觀組織影響不大。1050鋁合金/CCSD鋼界面微觀形貌由三部分組成,分別為純固相結(jié)合區(qū)、Fe-Al金屬間化合物層以及由鋁合金和Fe-Al金屬間化合物共同組成的漩渦狀結(jié)構(gòu)...

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.2鋁/鋼接頭的連接強度隨超聲時間的變化示意圖[23]

El-Sayed等人[23]采用超聲釬焊的方法進(jìn)行了碳鋼與鋁合金的焊接實驗,研究超聲時間對鋁/鋼接頭結(jié)構(gòu)和性能的影響,實驗中釬焊溫度為663K,釬料選用Zn-Al合金。研究發(fā)現(xiàn)在鋁/鋼界面生成了不同的反應(yīng)層,其中包括Fe-Al金屬間化合物以及Fe-Zn和Al-Zn的固溶體。隨著超....

圖1.3通過球形壓痕確定的釬焊區(qū)域和母材的真實應(yīng)力應(yīng)變圖[24]

圖1.2鋁/鋼接頭的連接強度隨超聲時間的變化示意圖[23]Liu等人[25]對1060鋁合金/18-8不銹鋼真空釬焊接頭的微觀組織和硬度進(jìn)行了研究,釬焊實驗所用釬料為Al-Si合金,釬焊溫度為630℃,保溫時間為10min。研究發(fā)現(xiàn),釬焊界面成形良好,并未出現(xiàn)氣孔和裂紋等缺陷,....

圖1.4靠近鋁側(cè)的釬焊界面的X射線衍射圖[25]

Liu等人[25]對1060鋁合金/18-8不銹鋼真空釬焊接頭的微觀組織和硬度進(jìn)行了研究,釬焊實驗所用釬料為Al-Si合金,釬焊溫度為630℃,保溫時間為10min。研究發(fā)現(xiàn),釬焊界面成形良好,并未出現(xiàn)氣孔和裂紋等缺陷,釬縫金屬主要由δ(Al,Fe,Si),α-Al(Si)和A....

圖1.5鋁/鋼界面[36]

Tricarico等人[36]研究了在不同加熱溫度和不同保溫時間的熱處理下,鋁/鋼爆炸焊接頭力學(xué)性能的變化。爆炸焊接頭鋁/鋼界面如圖1.5所示,IMC層呈現(xiàn)波浪狀,通過對鋁/鋼界面金屬間化合物的長度和厚度以及接頭剪切強度的測試分析結(jié)果表明,IMC層長度的變化主要受到熱處理溫度的影....

本文編號：3965382