靜軸肩攪拌摩擦焊的工藝及焊接接頭性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-04-27 16:24
靜軸肩攪拌摩擦焊(SSFSW)是在普通攪拌摩擦焊的基礎(chǔ)上研究的一種新的焊接工藝方法,它不僅具有普通攪拌摩擦焊的優(yōu)點(diǎn),而且對(duì)普通攪拌摩擦焊的溫度梯度大,飛邊缺陷等問(wèn)題進(jìn)行了改善;靜軸肩攪拌摩擦焊的發(fā)展很大程度促進(jìn)了鋁、鎂、銅輕金屬及其合金的應(yīng)用,具有很高的研究與應(yīng)用價(jià)值,得到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者專家的關(guān)注。本文采用自主研制的靜軸肩攪拌頭對(duì)3mm厚純鋁板進(jìn)行了有效連接。主要做了以下的三個(gè)方面的研究:第一,對(duì)自主設(shè)計(jì)的攪拌頭進(jìn)行了優(yōu)化,研究了攪拌針的尺寸與形狀、軸肩的尺寸與形狀及攪拌針與軸肩的間隙配合對(duì)焊縫成型的影響;第二,對(duì)不同焊接工藝參數(shù)下焊縫成型、焊接接頭的抗拉強(qiáng)度、沖擊韌性及顯微硬度分布進(jìn)行了分析研究,以及研究了攪拌頭的形式對(duì)接頭性能的影響,并確定最優(yōu)參數(shù);第三,通過(guò)浸泡腐蝕與電化學(xué)腐蝕結(jié)合的分析方法對(duì)焊接接頭的腐蝕性能進(jìn)行了研究。首先,通過(guò)采用優(yōu)化后的攪拌頭在一定的焊接工藝參數(shù)下獲得成型良好、沒(méi)有表面缺陷與內(nèi)部缺陷的焊接接頭,焊縫的形狀為“碗”狀,主要分為四個(gè)區(qū)域:攪拌區(qū)、熱機(jī)影響區(qū)、熱影響區(qū)與母材區(qū)。其次對(duì)不同工藝參數(shù)下焊接接頭性能進(jìn)行了分析:通過(guò)對(duì)不同工藝參數(shù)下接頭的抗拉強(qiáng)度分析得出,...
【文章來(lái)源】:蘭州理工大學(xué)甘肅省
【文章頁(yè)數(shù)】:75 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 選題的依據(jù)及背景
1.2 攪拌摩擦焊的介紹
1.2.1 普通攪拌摩擦焊的基本原理
1.2.2 攪拌摩擦焊的優(yōu)缺點(diǎn)
1.3 靜軸肩攪拌摩擦焊的簡(jiǎn)介
1.3.1 靜軸肩攪拌摩擦焊的基本原理
1.3.2 靜軸肩攪拌摩擦焊的優(yōu)點(diǎn)
1.4 靜軸肩攪拌摩擦焊的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.5 焊接接頭腐蝕性能的研究現(xiàn)狀
1.6 攪拌摩擦焊組織演化的研究現(xiàn)狀
1.7 本課題的主要研究?jī)?nèi)容
第二章 試驗(yàn)材料、設(shè)備及試樣的制備
2.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及試樣的制備
2.2.1 焊接實(shí)驗(yàn)
2.3 檢測(cè)性能的設(shè)備
2.3.1 靜載拉伸試驗(yàn)
2.3.2 硬度的分析
2.3.3 焊接接頭的腐蝕性能的測(cè)定
2.3.3.1 浸泡實(shí)驗(yàn)
2.3.3.2 電化學(xué)測(cè)試
2.3.4 光學(xué)顯微設(shè)備
2.3.5 掃描電子顯微鏡
2.3.6 電解拋光儀
第三章 靜軸肩攪拌摩擦焊裝置的設(shè)計(jì)及優(yōu)化
3.1 靜軸肩攪拌頭的設(shè)計(jì)
3.2 靜軸肩攪拌摩擦焊專用夾具的設(shè)計(jì)
3.3 靜軸肩攪拌頭的優(yōu)化
3.3.1 攪拌針對(duì)焊縫成型的影響
3.3.2 靜止軸肩對(duì)焊縫成型的影響
3.3.3 攪拌針與軸肩的間隙對(duì)焊縫成型的影響
3.4 缺陷分析
3.4.1 焊縫的表面缺陷
3.4.2 焊縫的內(nèi)部缺陷
3.5 焊接接頭的組織分析
3.5.1 焊速對(duì)宏觀形貌的影響
3.5.2 焊縫不同區(qū)域的微觀組織
本章小結(jié)
第四章 靜軸肩攪拌摩擦焊工藝參數(shù)的研究
4.1 工藝參數(shù)對(duì)焊縫宏觀形貌的影響
4.2 工藝參數(shù)對(duì)抗拉強(qiáng)度的影響
4.2.1 焊速對(duì)抗拉強(qiáng)度的影響
4.2.2 轉(zhuǎn)速對(duì)抗拉強(qiáng)度的影響
4.3 工藝參數(shù)對(duì)焊接接頭硬度的影響
4.3.1 焊速對(duì)硬度的影響
4.3.2 轉(zhuǎn)速對(duì)焊接接頭硬度的影響
4.4 工藝參數(shù)對(duì)焊接接頭沖擊韌性的影響
4.4.1 不同工藝參數(shù)下的沖擊功
4.4.2 沖擊試樣的斷口分析
4.5 攪拌頭的形式對(duì)焊縫性能的影響
4.5.1 攪拌頭的形式對(duì)焊縫成型的影響
4.5.2 攪拌頭的形式對(duì)接頭抗拉強(qiáng)度的影響
4.5.3 攪拌頭的形式對(duì)接頭顯微硬度的影響
本章小結(jié)
第五章 靜軸肩攪拌摩擦焊接頭腐蝕性能的研究
5.1 焊速對(duì)接頭腐蝕性能的影響
5.2 焊接接頭腐蝕機(jī)理研究
5.3 電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)
5.3.1 極化曲線的測(cè)試
5.3.2 阻抗譜的測(cè)試
本章總結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]7N01S-T5鋁合金厚板攪拌摩擦焊接頭的晶間腐蝕行為[J]. 方振邦,張志強(qiáng),李穎,尹華,邢艷雙,何長(zhǎng)樹(shù). 材料導(dǎo)報(bào). 2019(02)
[2]鋁合金攪拌摩擦焊接頭晶間腐蝕和剝落腐蝕性能研究[J]. 張亞娟,劉海燕,王紅斌. 工程與試驗(yàn). 2018(03)
[3]7050鋁合金攪拌摩擦焊接頭腐蝕行為分析[J]. 張華,崔冰,林三寶,石功奇. 焊接學(xué)報(bào). 2018(07)
[4]2099鋁鋰合金攪拌摩擦焊接頭的微觀組織[J]. 陳向榮,鄭子樵,葉志豪,孔祥. 稀有金屬材料與工程. 2018(06)
[5]純鋁的力學(xué)性能提高:不同參數(shù)的影響(英文)[J]. Gholamreza Marami,Safavi Mir Saman,Mohammad Ali Saeimi Sadigh. Journal of Central South University. 2018(03)
[6]2219-T6鋁合金靜止軸肩攪拌摩擦焊接工藝及接頭組織性能[J]. 李金全,劉會(huì)杰. 航天制造技術(shù). 2017(06)
[7]Ti、Zr對(duì)純鋁微觀組織和力學(xué)性能的影響[J]. 余愛(ài)武,楊成剛,劉奮成,鄭強(qiáng),廖云飛,陳和. 稀有金屬材料與工程. 2015(08)
[8]船用鋁合金角接的固定軸肩攪拌摩擦焊焊具設(shè)計(jì)研究[J]. 李麗茹,顧長(zhǎng)石,甘露,劉鵬,徐萌. 造船技術(shù). 2013(06)
[9]7075鋁合金攪拌摩擦加工組織的EBSD表征[J]. 彭滔,甘文英,陳勝,周正. 電子顯微學(xué)報(bào). 2012(06)
[10]60mm厚度6061-T6鋁合金板攪拌摩擦焊接接頭微觀組織與力學(xué)性能[J]. 賀地求,羅維,鄔紅光. 材料工程. 2011(09)
本文編號(hào):3163786
【文章來(lái)源】:蘭州理工大學(xué)甘肅省
【文章頁(yè)數(shù)】:75 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 選題的依據(jù)及背景
1.2 攪拌摩擦焊的介紹
1.2.1 普通攪拌摩擦焊的基本原理
1.2.2 攪拌摩擦焊的優(yōu)缺點(diǎn)
1.3 靜軸肩攪拌摩擦焊的簡(jiǎn)介
1.3.1 靜軸肩攪拌摩擦焊的基本原理
1.3.2 靜軸肩攪拌摩擦焊的優(yōu)點(diǎn)
1.4 靜軸肩攪拌摩擦焊的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.5 焊接接頭腐蝕性能的研究現(xiàn)狀
1.6 攪拌摩擦焊組織演化的研究現(xiàn)狀
1.7 本課題的主要研究?jī)?nèi)容
第二章 試驗(yàn)材料、設(shè)備及試樣的制備
2.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及試樣的制備
2.2.1 焊接實(shí)驗(yàn)
2.3 檢測(cè)性能的設(shè)備
2.3.1 靜載拉伸試驗(yàn)
2.3.2 硬度的分析
2.3.3 焊接接頭的腐蝕性能的測(cè)定
2.3.3.1 浸泡實(shí)驗(yàn)
2.3.3.2 電化學(xué)測(cè)試
2.3.4 光學(xué)顯微設(shè)備
2.3.5 掃描電子顯微鏡
2.3.6 電解拋光儀
第三章 靜軸肩攪拌摩擦焊裝置的設(shè)計(jì)及優(yōu)化
3.1 靜軸肩攪拌頭的設(shè)計(jì)
3.2 靜軸肩攪拌摩擦焊專用夾具的設(shè)計(jì)
3.3 靜軸肩攪拌頭的優(yōu)化
3.3.1 攪拌針對(duì)焊縫成型的影響
3.3.2 靜止軸肩對(duì)焊縫成型的影響
3.3.3 攪拌針與軸肩的間隙對(duì)焊縫成型的影響
3.4 缺陷分析
3.4.1 焊縫的表面缺陷
3.4.2 焊縫的內(nèi)部缺陷
3.5 焊接接頭的組織分析
3.5.1 焊速對(duì)宏觀形貌的影響
3.5.2 焊縫不同區(qū)域的微觀組織
本章小結(jié)
第四章 靜軸肩攪拌摩擦焊工藝參數(shù)的研究
4.1 工藝參數(shù)對(duì)焊縫宏觀形貌的影響
4.2 工藝參數(shù)對(duì)抗拉強(qiáng)度的影響
4.2.1 焊速對(duì)抗拉強(qiáng)度的影響
4.2.2 轉(zhuǎn)速對(duì)抗拉強(qiáng)度的影響
4.3 工藝參數(shù)對(duì)焊接接頭硬度的影響
4.3.1 焊速對(duì)硬度的影響
4.3.2 轉(zhuǎn)速對(duì)焊接接頭硬度的影響
4.4 工藝參數(shù)對(duì)焊接接頭沖擊韌性的影響
4.4.1 不同工藝參數(shù)下的沖擊功
4.4.2 沖擊試樣的斷口分析
4.5 攪拌頭的形式對(duì)焊縫性能的影響
4.5.1 攪拌頭的形式對(duì)焊縫成型的影響
4.5.2 攪拌頭的形式對(duì)接頭抗拉強(qiáng)度的影響
4.5.3 攪拌頭的形式對(duì)接頭顯微硬度的影響
本章小結(jié)
第五章 靜軸肩攪拌摩擦焊接頭腐蝕性能的研究
5.1 焊速對(duì)接頭腐蝕性能的影響
5.2 焊接接頭腐蝕機(jī)理研究
5.3 電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)
5.3.1 極化曲線的測(cè)試
5.3.2 阻抗譜的測(cè)試
本章總結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]7N01S-T5鋁合金厚板攪拌摩擦焊接頭的晶間腐蝕行為[J]. 方振邦,張志強(qiáng),李穎,尹華,邢艷雙,何長(zhǎng)樹(shù). 材料導(dǎo)報(bào). 2019(02)
[2]鋁合金攪拌摩擦焊接頭晶間腐蝕和剝落腐蝕性能研究[J]. 張亞娟,劉海燕,王紅斌. 工程與試驗(yàn). 2018(03)
[3]7050鋁合金攪拌摩擦焊接頭腐蝕行為分析[J]. 張華,崔冰,林三寶,石功奇. 焊接學(xué)報(bào). 2018(07)
[4]2099鋁鋰合金攪拌摩擦焊接頭的微觀組織[J]. 陳向榮,鄭子樵,葉志豪,孔祥. 稀有金屬材料與工程. 2018(06)
[5]純鋁的力學(xué)性能提高:不同參數(shù)的影響(英文)[J]. Gholamreza Marami,Safavi Mir Saman,Mohammad Ali Saeimi Sadigh. Journal of Central South University. 2018(03)
[6]2219-T6鋁合金靜止軸肩攪拌摩擦焊接工藝及接頭組織性能[J]. 李金全,劉會(huì)杰. 航天制造技術(shù). 2017(06)
[7]Ti、Zr對(duì)純鋁微觀組織和力學(xué)性能的影響[J]. 余愛(ài)武,楊成剛,劉奮成,鄭強(qiáng),廖云飛,陳和. 稀有金屬材料與工程. 2015(08)
[8]船用鋁合金角接的固定軸肩攪拌摩擦焊焊具設(shè)計(jì)研究[J]. 李麗茹,顧長(zhǎng)石,甘露,劉鵬,徐萌. 造船技術(shù). 2013(06)
[9]7075鋁合金攪拌摩擦加工組織的EBSD表征[J]. 彭滔,甘文英,陳勝,周正. 電子顯微學(xué)報(bào). 2012(06)
[10]60mm厚度6061-T6鋁合金板攪拌摩擦焊接接頭微觀組織與力學(xué)性能[J]. 賀地求,羅維,鄔紅光. 材料工程. 2011(09)
本文編號(hào):3163786
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