鋁/鋼激光熔–釬焊的界面斷裂行為及IMC層調(diào)控方法研究
發(fā)布時間：2021-03-22 07:42
本文采用汽車用DP590雙相鋼與6061-T6鋁合金為母材,以AlSi12焊絲作為填充材料,利用激光熔-釬焊技術(shù)成功地實現(xiàn)了 2mm厚的鋁/鋼異種材料對接接頭的連接。研究了鋁/鋼激光熔-釬焊的工藝特性,獲得了工藝參數(shù)對焊縫成形、拉伸性能的影響規(guī)律,分析了 Al/Fe界面的斷裂行為以及非均質(zhì)分布的金屬間化合物對接頭性能的影響規(guī)律,確定了具有最高結(jié)合強度的IMC物相和厚度;通過對不同結(jié)構(gòu)IMC生長規(guī)律與熱場特征的分析,提出了雙焦點激光的調(diào)控方法,實現(xiàn)了界面熱場和IMC的雙調(diào)控,獲得了高強度的鋁/鋼接頭。對于鋁/鋼異種材料激光熔-釬焊來說,熔化焊絲在鋼側(cè)的潤濕鋪展性能與焊縫成形對接頭拉伸強度有重要影響。試驗結(jié)果表明,鋼側(cè)開V型坡口、保留1.0mm焊接間隙及激光偏鋁側(cè)0.3mm有利于正反面均獲得光滑、平整的焊縫成形,接頭強度最高可達142MPa。此外,在同樣焊縫形貌條件下,不同的熱輸入方式下得到的接頭拉伸性能出現(xiàn)了較大差異,表明不同熱輸入引起的界面IMC結(jié)構(gòu)變化對焊縫性能也產(chǎn)生較大影響。界面微觀組織觀察結(jié)果表明,沿界面厚度方向IMC的物相與厚度均呈現(xiàn)出顯著的非均勻特性,釬焊界面上、中和下部的I...
【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】：139 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
–1奔馳SLC汽車框架金屬構(gòu)成
在汽車的制造中以鋼為主體引入一定量的鋁合金，既能保證汽車的安全性又能降低汽車整車制造的總重量，可達到安全性和節(jié)能性的雙重目的。鋁合金在奔馳SLC車體框架上的運用如圖1–1所示，總重量為180kg的奔馳SLC整體框架，鋁合金的運用量為96kg，達到了整車框架質(zhì)量的53%。而對于汽車的整車用鋼，一般用的是馬氏體和鐵素體組成的雙相高強鋼，占整個汽車用鋼總量的70%以上。因此，實現(xiàn)鋁合金和雙相鋼的可靠連接對汽車輕量化有至關(guān)重要的影響，傳統(tǒng)的鉚接的方式雖然能夠保證連接質(zhì)量
圖 1–3 TIG/MIG 雙面弧焊鋁/鋼異種材料[39]/MIG arc double–sided welding of Al/steel dissim of double–sided TIG/MIG welding, (b) Morpho梁[40]等人研究了釬劑成份對脈沖弧焊熔頭成形和性能影響。他們研發(fā)出了新
【參考文獻】：
期刊論文
[1]電弧輔助鋁/鍍鋅鋼涂粉激光熔釬焊界面特性與性能[J]. 李春玲,樊丁,王斌,黃健康. 機械工程學報. 2015(18)
[2]DP590鋼兩道次焊接溫度場數(shù)值模擬與試驗驗證[J]. 邢淑清,郝飛,閆波,麻永林. 焊接學報. 2012(12)
[3]輻照損傷合金化制備Mo/Ag層狀復合材料[J]. 黃遠,孔德月,何芳,王玉林,劉文西. 金屬學報. 2012(10)
[4]鎳箔中間層對不銹鋼/鋁合金激光深熔焊的影響[J]. 陳樹海,黃繼華,楊冬冬,馬柯,張華. 焊接學報. 2012(08)
[5]5A02/0Cr18Ni9異種金屬電子束焊接接頭組織與性能[J]. 張秉剛,張春光,陳國慶,劉偉,劉成來. 焊接學報. 2010(05)
[6]Si diffusion behavior during laser welding-brazing of Al alloy and Ti alloy with Al-12Si filler wire[J]. 陳樹海,李俐群,陳彥賓,劉德健. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2010(01)
[7]基于激光——MIG復合熱源的5A02鋁合金/鍍鋅鋼熔——釬焊[J]. 雷振,秦國梁,林尚揚,王旭友. 機械工程學報. 2009(03)
[8]形變孿晶的消失與退火孿晶的形成機制[J]. 楊鋼,孫利軍,張麗娜,王立民,王昌. 鋼鐵研究學報. 2009(02)
[9]5A02/Q235鋼Nd∶YAG激光——脈沖MIG復合熱源熔——釬連接[J]. 雷振,于寧,游愛清,林尚揚. 焊接學報. 2008(06)
[10]Al-Si-Cu-Ni低熔點釬料中合金元素對其性能的影響[J]. 于文花,朱穎,康慧,曲平,胡剛. 焊接. 2002(11)
博士論文
[1]鋁鋼異種材料激光焊接工藝與機理研究[D]. 楊瑾.南昌大學 2015
[2]鎂/鋼激光熔釬焊接特性及界面合金調(diào)控技術(shù)研究[D]. 檀財旺.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[3]鋁合金/不銹鋼預(yù)涂層TIG熔—釬焊特性與界面行為研究[D]. 宋建嶺.哈爾濱工業(yè)大學 2010
[4]Ti/Al異種合金激光熔釬焊工藝與連接機理[D]. 陳樹海.哈爾濱工業(yè)大學 2009
[5]鋁/鍍鋅鋼板CMT熔—釬焊機理研究[D]. 張洪濤.哈爾濱工業(yè)大學 2008
碩士論文
[1]基于界面調(diào)控的鋁/鋼異種金屬激光填絲熔釬焊工藝及機理研究[D]. 孟圣昊.哈爾濱工業(yè)大學 2017
本文編號：3093900
【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】：139 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
–1奔馳SLC汽車框架金屬構(gòu)成
在汽車的制造中以鋼為主體引入一定量的鋁合金，既能保證汽車的安全性又能降低汽車整車制造的總重量，可達到安全性和節(jié)能性的雙重目的。鋁合金在奔馳SLC車體框架上的運用如圖1–1所示，總重量為180kg的奔馳SLC整體框架，鋁合金的運用量為96kg，達到了整車框架質(zhì)量的53%。而對于汽車的整車用鋼，一般用的是馬氏體和鐵素體組成的雙相高強鋼，占整個汽車用鋼總量的70%以上。因此，實現(xiàn)鋁合金和雙相鋼的可靠連接對汽車輕量化有至關(guān)重要的影響，傳統(tǒng)的鉚接的方式雖然能夠保證連接質(zhì)量
圖 1–3 TIG/MIG 雙面弧焊鋁/鋼異種材料[39]/MIG arc double–sided welding of Al/steel dissim of double–sided TIG/MIG welding, (b) Morpho梁[40]等人研究了釬劑成份對脈沖弧焊熔頭成形和性能影響。他們研發(fā)出了新
【參考文獻】：
期刊論文
[1]電弧輔助鋁/鍍鋅鋼涂粉激光熔釬焊界面特性與性能[J]. 李春玲,樊丁,王斌,黃健康. 機械工程學報. 2015(18)
[2]DP590鋼兩道次焊接溫度場數(shù)值模擬與試驗驗證[J]. 邢淑清,郝飛,閆波,麻永林. 焊接學報. 2012(12)
[3]輻照損傷合金化制備Mo/Ag層狀復合材料[J]. 黃遠,孔德月,何芳,王玉林,劉文西. 金屬學報. 2012(10)
[4]鎳箔中間層對不銹鋼/鋁合金激光深熔焊的影響[J]. 陳樹海,黃繼華,楊冬冬,馬柯,張華. 焊接學報. 2012(08)
[5]5A02/0Cr18Ni9異種金屬電子束焊接接頭組織與性能[J]. 張秉剛,張春光,陳國慶,劉偉,劉成來. 焊接學報. 2010(05)
[6]Si diffusion behavior during laser welding-brazing of Al alloy and Ti alloy with Al-12Si filler wire[J]. 陳樹海,李俐群,陳彥賓,劉德健. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2010(01)
[7]基于激光——MIG復合熱源的5A02鋁合金/鍍鋅鋼熔——釬焊[J]. 雷振,秦國梁,林尚揚,王旭友. 機械工程學報. 2009(03)
[8]形變孿晶的消失與退火孿晶的形成機制[J]. 楊鋼,孫利軍,張麗娜,王立民,王昌. 鋼鐵研究學報. 2009(02)
[9]5A02/Q235鋼Nd∶YAG激光——脈沖MIG復合熱源熔——釬連接[J]. 雷振,于寧,游愛清,林尚揚. 焊接學報. 2008(06)
[10]Al-Si-Cu-Ni低熔點釬料中合金元素對其性能的影響[J]. 于文花,朱穎,康慧,曲平,胡剛. 焊接. 2002(11)
博士論文
[1]鋁鋼異種材料激光焊接工藝與機理研究[D]. 楊瑾.南昌大學 2015
[2]鎂/鋼激光熔釬焊接特性及界面合金調(diào)控技術(shù)研究[D]. 檀財旺.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[3]鋁合金/不銹鋼預(yù)涂層TIG熔—釬焊特性與界面行為研究[D]. 宋建嶺.哈爾濱工業(yè)大學 2010
[4]Ti/Al異種合金激光熔釬焊工藝與連接機理[D]. 陳樹海.哈爾濱工業(yè)大學 2009
[5]鋁/鍍鋅鋼板CMT熔—釬焊機理研究[D]. 張洪濤.哈爾濱工業(yè)大學 2008
碩士論文
[1]基于界面調(diào)控的鋁/鋼異種金屬激光填絲熔釬焊工藝及機理研究[D]. 孟圣昊.哈爾濱工業(yè)大學 2017
本文編號：3093900
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