高轉(zhuǎn)速攪拌摩擦焊是針對超薄板開發(fā)的一種新型焊接技術(shù),其轉(zhuǎn)速能夠達到常規(guī)攪拌摩擦焊的十倍甚至以上,主要針對連接厚度為1 mm以下的材料。本文針對鋁合金薄板焊接的特點,對厚度為1 mm鋁合金薄板進行了高轉(zhuǎn)速攪拌摩擦焊工藝探索,根據(jù)其特點設(shè)計了適合于薄板焊接的小針大軸肩式攪拌頭,分析了工藝參數(shù)對焊縫表面成形、接頭組織和力學(xué)性能以及耐腐蝕性能的影響,使用熱電偶和紅外輻射測溫儀測量特征點在焊接過程中的溫度變化,研究薄板焊接溫度分布規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn),為了保證足夠的熱輸入和焊接質(zhì)量,厚度為1 mm的5083鋁合金薄板的攪拌摩擦焊需要大軸肩攪拌頭。經(jīng)過試驗探索,設(shè)計了軸肩直徑為9 mm,內(nèi)凹角為3°,攪拌針形狀為圓臺形,針長為0.92 mm的攪拌頭,并確定下壓量為0.04 mm。焊接工藝參數(shù)對焊縫的表面成形和接頭組織有很大影響。接頭表面弧紋成形與焊接速度和旋轉(zhuǎn)速度有關(guān),弧紋間距由兩者的比值決定。觀察接頭的微觀組織可以發(fā)現(xiàn),從接頭中心到兩邊分別為軸肩影響區(qū)、焊核區(qū)、過渡區(qū)和母材區(qū),其中過渡區(qū)由熱機影響區(qū)和熱影響區(qū)組成,軸肩影響區(qū)和焊核區(qū)發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶產(chǎn)生細小的等軸晶。當(dāng)轉(zhuǎn)速不變時,隨著焊速的增加,接頭焊核... 

【文章來源】：江蘇科技大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 鋁合金薄板焊接的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 鋁合金薄板的氬弧焊
        1.2.2 鋁合金薄板的高能束焊接
        1.2.3 鋁合金薄板的攪拌摩擦焊
    1.3 薄板焊接攪拌頭研究現(xiàn)狀
    1.4 超高轉(zhuǎn)速攪拌摩擦焊
    1.5 攪拌摩擦焊溫度場分布及焊接熱循環(huán)研究
    1.6 課題研究內(nèi)容
第2章 試驗設(shè)備、材料及方法
    2.1 試驗材料
    2.2 試驗設(shè)備
        2.2.1 攪拌摩擦焊機
        2.2.2 其它試驗所用設(shè)備及儀器
    2.3 試驗
        2.3.1 高轉(zhuǎn)速攪拌摩擦焊工藝試驗
        2.3.2 焊接接頭力學(xué)性能試驗
        2.3.3 金相試驗
        2.3.4 腐蝕試驗
第3章 攪拌頭設(shè)計及驗證性試驗
    3.1 攪拌頭的設(shè)計
        3.1.1 攪拌頭材料的選擇
        3.1.2 軸肩的設(shè)計
    3.2 下壓量的確定
    3.3 攪拌針形狀及針長
    3.4 本章小結(jié)
第4章 工藝參數(shù)對鋁合金高轉(zhuǎn)速FSW焊縫成形及接頭組織的影響
    4.1 接頭表面成形及分析
        4.1.1 焊接速度對表面成形的影響
        4.1.2 旋轉(zhuǎn)速度對表面成形的影響
        4.1.3 焊接速度對弧紋間距的影響
        4.1.4 旋轉(zhuǎn)速度對弧紋間距的影響
    4.2 5083鋁合金攪拌摩擦焊接頭宏觀形貌
    4.3 接頭微觀組織觀察與分析
        4.3.1 母材區(qū)（BM）組織
        4.3.2 過渡區(qū)組織
        4.3.3 焊核區(qū)（NZ）與軸肩影響區(qū)（SAZ）組織
    4.4 焊接參數(shù)與焊核區(qū)晶粒尺寸
        4.4.1 焊接速度對晶粒尺寸的影響
        4.4.2 旋轉(zhuǎn)速度對晶粒尺寸的影響
    4.5 本章小結(jié)
第5章 工藝參數(shù)對鋁合金高轉(zhuǎn)速FSW接頭性能的影響
    5.1 5083 鋁合金FSW接頭力學(xué)性能的不均勻性
        5.1.1 焊接速度對FSW接頭橫截面硬度分布的影響
        5.1.2 旋轉(zhuǎn)速度對FSW接頭橫截面硬度分布的影響
    5.2 接頭拉伸試驗結(jié)果與分析
        5.2.1 焊接速度對FSW接頭拉伸性能的影響
        5.2.2 不同焊接速度下獲得FSW接頭的斷口分析
        5.2.3 旋轉(zhuǎn)速度對FSW接頭拉伸性能的影響
        5.2.4 不同旋轉(zhuǎn)速度下獲得FSW接頭的斷口分析
    5.3 5083 鋁合金薄板攪拌摩擦焊接頭腐蝕性能
        5.3.1 極化曲線分析
        5.3.2 晶間腐蝕
    5.4 本章小結(jié)
第6章 溫度場檢測與分析
    6.1 測溫方法與測溫儀器選擇
    6.2 測溫試驗方案設(shè)計
    6.3 試驗結(jié)果與分析
        6.3.1 旋轉(zhuǎn)速度對溫度場的影響
        6.3.2 焊接速度對溫度場的影響
    6.4 薄板鋁合金攪拌摩擦焊溫度場規(guī)律分析
    6.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝



本文編號：2896085