當今世界,因環(huán)保、節(jié)能和安全的需要,汽車輕量化已經(jīng)成為汽車發(fā)展的潮流。隨著鎂合金和鋼在汽車中使用量的增加,鎂合金和鋼的連接得到了國內(nèi)外學者的關(guān)注。鎂與鋼之間的相互固溶度幾乎為零,液態(tài)下不能生成固溶體和化合物,幾乎不發(fā)生冶金反應(yīng),兩者之間熔點、熱導率和線膨脹系數(shù)差異較大,實現(xiàn)鎂合金和鋼的連接非常困難。國內(nèi)外學者對鎂合金與鋼的連接作了大量焊接嘗試,但受熱輸入和鎂合金自身特性的限制,所得焊接接頭的力學性能均不理想。接觸反應(yīng)釬焊是在一定溫度和壓力下,待連接材料表面產(chǎn)生微觀液相,結(jié)合層原子間經(jīng)過一定時間的相互擴散,實現(xiàn)整體可靠連接的方法。在鎂合金和鋼的連接過程中,由于Mg和Fe之間幾乎不發(fā)生冶金反應(yīng),因此,考慮向鎂合金和鋼之間添加中間過渡層Cu,一方面可以緩解鎂和鋼之間的熱膨脹系數(shù)差異,另一方面可以阻隔焊縫中形成脆性相。采用厚度為30μm的T2純銅箔和H62 Cu-Zn箔作為中間層材料,對AZ31B鎂合金和Q235鋼進行接觸反應(yīng)釬焊,調(diào)整加熱溫度和保溫時間,以尋求最優(yōu)工藝參數(shù),研究加熱溫度和保溫時間對AZ31B鎂合金/Q235鋼釬焊接頭微觀組織和力學性能的影響。結(jié)果表明,采用T2純銅箔作為中間層材料時,在有效的工藝參數(shù)條件下,接頭界面反應(yīng)區(qū)產(chǎn)物主要為Mg固溶體、Mg_2Cu、AlMg;加熱溫度為570℃,保溫時間為30 min時,釬焊接頭抗拉強度達到最大值122.6 MPa,工藝參數(shù)過高或過低,均導致抗拉強度下降,此條件下釬焊接頭斷裂方式為典型的韌性斷裂。采用H62 Cu-Zn箔作為中間層材料時,最優(yōu)工藝參數(shù)為加熱溫度570℃,保溫時間60 min;在此工藝參數(shù)條件下,釬焊接頭抗拉強度達到最大值79.4 MPa;接頭界面反應(yīng)區(qū)產(chǎn)物主要由Mg固溶體、MgCu_2、CuMgZn、Cu_3Zn、Al_(0.9)Mg_(3.1)組成;釬焊接頭因存在硬脆性金屬間化合物而產(chǎn)生斷裂。
【學位單位】：江蘇科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TG454
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 異種金屬的焊接
    1.3 鎂合金-鋼異種金屬焊接性
    1.4 鎂合金-鋼異種金屬焊接研究現(xiàn)狀
        1.4.1 攪拌摩擦焊技術(shù)
        1.4.2 熔焊技術(shù)
        1.4.3 激光焊技術(shù)
        1.4.4 點焊技術(shù)
        1.4.5 釬焊及擴散焊技術(shù)
        1.4.6 熔釬焊技術(shù)
    1.5 本課題的研究內(nèi)容
第2章 試驗材料、設(shè)備及方法
    2.1 試驗材料
        2.1.1 試驗材料成分和性能
    2.2 試驗設(shè)備
        2.2.1 焊接設(shè)備
        2.2.2 分析設(shè)備
    2.3 試驗方法
        2.3.1 焊接方法
        2.3.2 測試分析方法
第3章 填加純銅(T2)中間層的AZ31B/Cu/Q235接觸反應(yīng)釬焊
    3.1 引言
    3.2 中間層的確定
    3.3 加熱溫度對AZ31B/T2(Cu)/Q235釬焊接頭的影響
        3.3.1 加熱溫度對AZ31B/T2(Cu)/Q235釬焊接頭宏觀形貌的影響
        3.3.2 加熱溫度對AZ31B/T2(Cu)/Q235釬焊接頭微觀組織的影響
        3.3.3 加熱溫度對AZ31B/T2(Cu)/Q235釬焊接頭力學性能的影響
    3.4 保溫時間對AZ31B/T2(Cu)/Q235釬焊接頭的影響
        3.4.1 保溫時間對AZ31B/T2(Cu)/Q235釬焊接頭宏觀形貌的影響
        3.4.2 保溫時間對AZ31B/T2(Cu)/Q235釬焊接頭微觀組織的影響
        3.4.3 保溫時間對AZ31B/T2(Cu)/Q235釬焊接頭力學性能的影響
    3.5 AZ31B/T2(Cu)/Q235釬焊接頭鎂母材側(cè)界面反應(yīng)層XRD分析
    3.6 AZ31B/T2(Cu)/Q235釬焊接頭鎂母材側(cè)界面斷口分析
    3.7 AZ31B/T2(Cu)/Q235釬焊接頭硬度分析
    3.8 本章小結(jié)
第4章 填加H62(Cu-Zn)中間層的AZ31B/Cu/Q235接觸反應(yīng)釬焊
    4.1 引言
    4.2 中間層的確定
    4.3 加熱溫度對AZ31B/H62(Cu-Zn)/Q235釬焊接頭的影響
        4.3.1 加熱溫度對AZ31B/H62(Cu-Zn)/Q235釬焊接頭宏觀形貌的影響
        4.3.2 加熱溫度對AZ31B/H62(Cu-Zn)/Q235釬焊接頭微觀組織的影響
        4.3.3 加熱溫度對AZ31B/H62(Cu-Zn)/Q235釬焊接頭力學性能的影響
    4.4 保溫時間對AZ31B/H62(Cu-Zn)/Q235釬焊接頭的影響
        4.4.1 保溫時間對AZ31B/H62(Cu-Zn)/Q235釬焊接頭宏觀形貌的影響
        4.4.2 保溫時間對AZ31B/H62(Cu-Zn)/Q235釬焊接頭微觀組織的影響
        4.4.3 保溫時間對AZ31B/H62(Cu-Zn)/Q235釬焊接頭力學性能的影響
    4.5 AZ31B/H62(Cu-Zn)/Q235釬焊接頭鋼母材側(cè)界面反應(yīng)層XRD分析
    4.6 AZ31B/H62(Cu-Zn)/Q235釬焊接頭鋼母材側(cè)界面斷口分析
    4.7 AZ31B/T2(Cu)/Q235釬焊接頭硬度分析
    4.8 本章小結(jié)
第5章 AZ31B/Cu/Q235釬焊接頭連接機理分析
    5.1 最佳工藝參數(shù)下AZ31B/Cu/Q235釬焊接頭的連接機理
        5.1.1 最佳工藝參數(shù)下AZ31B/T2(Cu)/Q235釬焊接頭的連接機理
        5.1.2 最佳工藝參數(shù)下AZ31B/H62(Cu-Zn)/Q235釬焊接頭的連接機理
        5.1.3 中間層材料對AZ31B/Cu/Q235釬焊接頭的影響
    5.2 界面組織對AZ31B/Cu/Q235釬焊接頭力學性能的影響
        5.2.1 界面組織對AZ31B/T2(Cu)/Q235釬焊接頭力學性能的影響
        5.2.2 界面組織對AZ31B/H62(Cu-Zn)/Q235釬焊接頭力學性能的影響
        5.2.3 填加Zn元素對AZ31B/Cu/Q235釬焊接頭力學性能的影響
    5.3 AZ31B/Cu/Q235釬焊接頭常見缺陷分析
        5.3.1 溶蝕
        5.3.2 氣孔
        5.3.3 裂紋
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文
參考文獻
致謝

【參考文獻】

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本文編號：2830955