靜軸肩攪拌摩擦焊的工藝及焊接接頭性能研究
發(fā)布時間: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,而且對普通攪拌摩擦焊的溫度梯度大,飛邊缺陷等問題進行了改善;靜軸肩攪拌摩擦焊的發(fā)展很大程度促進了鋁、鎂、銅輕金屬及其合金的應(yīng)用,具有很高的研究與應(yīng)用價值,得到了國內(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3mm厚純鋁板進行了有效連接。主要做了以下的三個方面的研究:第一,對自主設(shè)計的攪拌頭進行了優(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焊縫成型的影響;第二,對不同焊接工藝參數(shù)下焊縫成型、焊接接頭的抗拉強度、沖擊韌性及顯微硬度分布進行了分析研究,以及研究了攪拌頭的形式對接頭性能的影響,并確定最優(yōu)參數(shù);第三,通過浸泡腐蝕與電化學(xué)腐蝕結(jié)合的分析方法對焊接接頭的腐蝕性能進行了研究。首先,通過采用優(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,主要分為四個區(qū)域:攪拌區(qū)、熱機影響區(qū)、熱影響區(qū)與母材區(qū)。其次對不同工藝參數(shù)下焊接接頭性能進行了分析:通過對不同工藝參數(shù)下接頭的抗拉強度分析得出,...
【文章來源】:蘭州理工大學(xué)甘肅省
【文章頁數(shù)】:75 頁
【學(xué)位級別】: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
1.3 靜軸肩攪拌摩擦焊的簡介
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
1.4 靜軸肩攪拌摩擦焊的國內(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 本課題的主要研究內(nèi)容
第二章 試驗材料、設(shè)備及試樣的制備
2.1 實驗材料
2.2 實驗設(shè)備及試樣的制備
2.2.1 焊接實驗
2.3 檢測性能的設(shè)備
2.3.1 靜載拉伸試驗
2.3.2 硬度的分析
2.3.3 焊接接頭的腐蝕性能的測定
2.3.3.1 浸泡實驗
2.3.3.2 電化學(xué)測試
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)計及優(yōu)化
3.1 靜軸肩攪拌頭的設(shè)計
3.2 靜軸肩攪拌摩擦焊專用夾具的設(shè)計
3.3 靜軸肩攪拌頭的優(yōu)化
3.3.1 攪拌針對焊縫成型的影響
3.3.2 靜止軸肩對焊縫成型的影響
3.3.3 攪拌針與軸肩的間隙對焊縫成型的影響
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)對焊縫宏觀形貌的影響
4.2 工藝參數(shù)對抗拉強度的影響
4.2.1 焊速對抗拉強度的影響
4.2.2 轉(zhuǎn)速對抗拉強度的影響
4.3 工藝參數(shù)對焊接接頭硬度的影響
4.3.1 焊速對硬度的影響
4.3.2 轉(zhuǎn)速對焊接接頭硬度的影響
4.4 工藝參數(shù)對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 攪拌頭的形式對焊縫性能的影響
4.5.1 攪拌頭的形式對焊縫成型的影響
4.5.2 攪拌頭的形式對接頭抗拉強度的影響
4.5.3 攪拌頭的形式對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 焊速對接頭腐蝕性能的影響
5.2 焊接接頭腐蝕機理研究
5.3 電化學(xué)腐蝕實驗
5.3.1 極化曲線的測試
5.3.2 阻抗譜的測試
本章總結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝
【參考文獻】:
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,李穎,尹華,邢艷雙,何長樹. 材料導(dǎo)報. 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. 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. 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,劉會杰. 航天制造技術(shù). 2017(06)
[7]Ti、Zr對純鋁微觀組織和力學(xué)性能的影響[J]. 余愛武,楊成剛,劉奮成,鄭強,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)計研究[J]. 李麗茹,顧長石,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. 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:3163786
【文章來源】:蘭州理工大學(xué)甘肅省
【文章頁數(shù)】:75 頁
【學(xué)位級別】: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
1.3 靜軸肩攪拌摩擦焊的簡介
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
1.4 靜軸肩攪拌摩擦焊的國內(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 本課題的主要研究內(nèi)容
第二章 試驗材料、設(shè)備及試樣的制備
2.1 實驗材料
2.2 實驗設(shè)備及試樣的制備
2.2.1 焊接實驗
2.3 檢測性能的設(shè)備
2.3.1 靜載拉伸試驗
2.3.2 硬度的分析
2.3.3 焊接接頭的腐蝕性能的測定
2.3.3.1 浸泡實驗
2.3.3.2 電化學(xué)測試
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)計及優(yōu)化
3.1 靜軸肩攪拌頭的設(shè)計
3.2 靜軸肩攪拌摩擦焊專用夾具的設(shè)計
3.3 靜軸肩攪拌頭的優(yōu)化
3.3.1 攪拌針對焊縫成型的影響
3.3.2 靜止軸肩對焊縫成型的影響
3.3.3 攪拌針與軸肩的間隙對焊縫成型的影響
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)對焊縫宏觀形貌的影響
4.2 工藝參數(shù)對抗拉強度的影響
4.2.1 焊速對抗拉強度的影響
4.2.2 轉(zhuǎn)速對抗拉強度的影響
4.3 工藝參數(shù)對焊接接頭硬度的影響
4.3.1 焊速對硬度的影響
4.3.2 轉(zhuǎn)速對焊接接頭硬度的影響
4.4 工藝參數(shù)對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 攪拌頭的形式對焊縫性能的影響
4.5.1 攪拌頭的形式對焊縫成型的影響
4.5.2 攪拌頭的形式對接頭抗拉強度的影響
4.5.3 攪拌頭的形式對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 焊速對接頭腐蝕性能的影響
5.2 焊接接頭腐蝕機理研究
5.3 電化學(xué)腐蝕實驗
5.3.1 極化曲線的測試
5.3.2 阻抗譜的測試
本章總結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝
【參考文獻】:
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,李穎,尹華,邢艷雙,何長樹. 材料導(dǎo)報. 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. 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. 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,劉會杰. 航天制造技術(shù). 2017(06)
[7]Ti、Zr對純鋁微觀組織和力學(xué)性能的影響[J]. 余愛武,楊成剛,劉奮成,鄭強,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)計研究[J]. 李麗茹,顧長石,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. 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:3163786
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