鋯基非晶合金材料因具有強(qiáng)度高、耐磨性好、具有金屬光澤、具有良好的耐腐蝕性能,而被認(rèn)為是用于手機(jī)外殼的良好原料。目前激光焊接在電子產(chǎn)品生產(chǎn)線上應(yīng)用廣泛,可控性好,適宜用做細(xì)小零件的連接。如何控制非晶合金在激光焊接過程中的晶化,得到符合要求的高質(zhì)量焊點(diǎn)成為關(guān)鍵問題,本文研究了鋯基非晶合金脈沖激光點(diǎn)焊工藝及參數(shù)優(yōu)化,主要研究內(nèi)容如下:本文采用脈沖激光對(duì)厚度為1.5mm的鋯基非晶合金進(jìn)行焊接試驗(yàn)�？偨Y(jié)了不同焊接電流下的晶化現(xiàn)象,分析了晶化產(chǎn)生原因和避免晶化的措施;研究鋯基非晶合金脈沖激光點(diǎn)焊過程中工藝參數(shù)對(duì)焊點(diǎn)的影響規(guī)律,進(jìn)行了參數(shù)優(yōu)化,對(duì)比了鋯基非晶合金在真空條件下和大氣壓條件下焊點(diǎn)外觀、熔深及晶化情況。首先,探索了鋯基非晶合金的晶化行為。焊接電流不同,熔池內(nèi)部均為無定形態(tài),熱影響區(qū)出現(xiàn)部分晶化現(xiàn)象,焊接電流越大,熱影響區(qū)晶粒尺寸越大。焊接電流為108A時(shí),熱影響區(qū)出現(xiàn)大小約為5nm的Zr_2Cu晶粒,焊點(diǎn)的力學(xué)性能和耐腐蝕性能與母材相比有所提高;電流增大至120A時(shí),Zr_2Cu晶粒尺寸約為4μm,晶粒內(nèi)部出現(xiàn)大量缺陷,焊點(diǎn)的力學(xué)性能和耐腐蝕性能均降低。然后,利用Taguchi法分析了鋯基非晶合金脈沖激光點(diǎn)焊過程中焊接電流、脈寬、離焦量對(duì)焊點(diǎn)尺寸及性能的影響;建立了焊接參數(shù)與焊點(diǎn)質(zhì)量間的數(shù)學(xué)模型;優(yōu)化了焊接參數(shù)。對(duì)Taguchi法試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行信噪比分析和方差分析得出焊接電流對(duì)焊接質(zhì)量的影響最大,脈寬次之,離焦量對(duì)焊點(diǎn)質(zhì)量的影響最小。得到的最佳參數(shù)范圍為:焊接電流100A,脈寬為5.0ms,離焦量為-1.41~-1.47mm。焊接電流和脈寬增大時(shí),焊點(diǎn)尺寸和熔深逐漸增大;離焦量越大,焊點(diǎn)尺寸先減小后增大,焊點(diǎn)熔深先增大后減小。單個(gè)焊點(diǎn)的最大載荷與焊接電流和脈寬的乘積有關(guān),隨乘積增大,最大載荷先增大后減小。最后,對(duì)比分析在真空條件下和大氣壓條件下的焊接結(jié)果得出,真空條件對(duì)氣孔存在一定的抑制作用,相同焊接參數(shù)下,真空條件下焊接得到的焊點(diǎn)晶化更嚴(yán)重,晶化位置不變。
【學(xué)位單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TG456.7
【部分圖文】：

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文上述問題，本文選擇鋯基非晶合金作為試驗(yàn)原材料，研究其脈化機(jī)理，對(duì)鋯基非晶合金焊點(diǎn)的工藝參數(shù)進(jìn)行了分析與優(yōu)化，寸，使試驗(yàn)結(jié)果可用于電子行業(yè)中導(dǎo)線等微小部分的焊接，又的良好性能，對(duì)鋯基非晶合金在電子行業(yè)的應(yīng)用有重要意義。非晶合金的結(jié)構(gòu)與形成機(jī)理合金又稱為金屬玻璃，是 20 世紀(jì)材料科學(xué)領(lǐng)域重大發(fā)現(xiàn)之一，超速冷卻至固態(tài)，原子來不及有序排列，在三維空間呈現(xiàn)短程撲結(jié)構(gòu)，與晶態(tài)合金不同，非晶合金中沒有晶粒、晶界存在。合金制備方法分為淬冷法、熔融旋甩法、抑制形核法等，得到列保留了液態(tài)狀態(tài)下的無序狀態(tài)。如圖 1-1 所示：

圖 1-2 非晶合金與其他材料性能比較[4]gure 1-2 Comparison of the properties of amorphous alloys and other materials性能方面，Ti 基非晶合金和 Zr 基非晶合金的抗拉強(qiáng)度分別高達(dá) 1pa，顯微硬度超過 6Gpa，可以與功能陶瓷相媲美[5]。1992 年，通g80Cu10Y10 非晶合金在常溫時(shí)的抗拉強(qiáng)度便已經(jīng)大于 600Mpa，合金最高抗拉強(qiáng)度的近三倍[6]。目前，Mg 基非晶合金強(qiáng)度已Cu 基非晶合金強(qiáng)度超過 2000Mpa[8]，Co-Fe-Ta-B 非晶合金的強(qiáng)度a[9]。Ni 的添加可以改善 Zr60Cu25Al15非晶合金的機(jī)械性能，加入金 Zr60Cu25-xAl15Nix（x = 0-25）具有 1671-1791Mpa 的高屈服楊氏模量，在環(huán)境溫度下的塑性應(yīng)變?yōu)?0.9-5.5％。Zr60Cu5Al15N大的塑性形變，為 5.5％，泊松比最低為 0.310[10]。非晶合金強(qiáng)度度大、熔點(diǎn)低、彈性模量低，可將其應(yīng)用于軍事領(lǐng)域中。一方面中，非晶合金因具有高彈性伸長率可延長射彈與裝甲的作用時(shí)間

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文1.3 激光點(diǎn)焊特點(diǎn)及激光點(diǎn)焊原理激光焊接可以得到 1010~1012W/ cm2的能量密度，使被加工工件瞬時(shí)升溫至幾千攝氏度，在焊后冷卻過程中可以獲得高達(dá) 1012K/ s 的冷卻速率，因而常作為一種高效率、無污染的加工方法應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。激光焊接具有很高的工作效率，計(jì)算機(jī)行業(yè)的快速發(fā)展推動(dòng)了激光焊接產(chǎn)業(yè)的高度自動(dòng)化，這些使得激光焊接成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中常用的連接方式。應(yīng)用范圍涵蓋醫(yī)療技術(shù)中無孔接縫、電子或珠寶行業(yè)中的精密點(diǎn)焊，以及在汽車制造中存放工具和模具的焊接和完整車身的焊接。
【參考文獻(xiàn)】

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1 尚世智;孔美玲;李云;;鋯基非晶合金在NaOH溶液中的腐蝕行為[J];沈陽化工大學(xué)學(xué)報(bào);2012年03期

2 李波;李志遠(yuǎn);熊建鋼;邢麗;;激光焊接塊體非晶合金Zr45Cu48A17[J];電焊機(jī);2006年04期

3 王成,張慶生,江峰,張海峰,胡壯麒;非晶合金Mg_(65)Y_(10)Cu_(25)在3.5%NaCl溶液中的腐蝕行為[J];中國有色金屬學(xué)報(bào);2002年05期

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3 吳曉;鋯基非晶合金微成形技術(shù)基礎(chǔ)研究[D];華中科技大學(xué);2011年

4 張國慶;Cu基大塊非晶合金的制備及性能[D];浙江大學(xué);2007年

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5 姜夢(mèng);真空環(huán)境下激光焊接等離子體特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

6 彭根琛;鋁與鎳合金的真空環(huán)境激光焊接特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

7 王厚春;幾種Mg基非晶合金及復(fù)合材料的研究[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2013年

8 吳志強(qiáng);鋯基大塊非晶合金耐腐蝕性研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2009年

本文編號(hào)：2849640