SYG960E超高強(qiáng)鋼/6082鋁合金異種金屬M(fèi)IG焊的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-10-12 12:40
為有效應(yīng)對(duì)世界能源危機(jī),實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo),汽車等交通工具的輕量化已成為發(fā)展的必然趨勢。高強(qiáng)鋼(超高強(qiáng)鋼)是主要的汽車輕量化材料,其次是鋁合金、鎂合金、復(fù)合材料及塑料等。由于鋁合金具有密度低,比強(qiáng)度高,導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、耐腐蝕性及加工工藝性能優(yōu)良且易于回收利用等特點(diǎn),是更具潛力的汽車輕量化材料。在汽車鋼體結(jié)構(gòu)中引入鋁合金部件是實(shí)現(xiàn)汽車輕量化最直接有效的方法。但是由于鋼與鋁之間的物理性質(zhì)以及化學(xué)性能存在較大的差異,致使鋼/鋁異種金屬的連接性極差。因此,開展超高強(qiáng)鋼/鋁合金異種金屬M(fèi)IG焊的研究具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。本文主要研究了SYG960E超高強(qiáng)鋼/6082鋁合金MIG焊接頭的微觀組織特點(diǎn)及力學(xué)行為;焊接工藝參數(shù)和合金元素對(duì)鋼/鋁MIG焊接頭微觀組織及力學(xué)性能的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明:采用Al-Mg焊絲和Al-Cu焊絲的鋼/鋁接頭均具有熔-釬焊特征,主要由三個(gè)區(qū)域組成:界面區(qū)、焊縫區(qū)和熔合區(qū)。鋼/鋁接頭界面區(qū)具有雙層結(jié)構(gòu)特征,由靠近鋼側(cè)的條狀Fe2Al5金屬間化合物層和靠近鋁焊縫側(cè)的針狀Fe4Al13金屬間化合物層組成。與采用Al-Mg焊絲的界面金屬間化合物層相比,采用Al-Cu...
【文章來源】:吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:107 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 課題背景及意義
1.2 鋼/鋁異種金屬的焊接性
1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài)分析
1.3.1 冷金屬過渡焊(CMT)
1.3.2 電阻點(diǎn)焊(RSW)
1.3.3 摩擦焊(FW)
1.3.4 攪拌摩擦焊(FSW)
1.3.5 激光焊
1.3.6 激光-電弧復(fù)合焊
1.3.7 熔化極氣體保護(hù)焊(MIG)
1.4 本文主要研究內(nèi)容
第二章 試驗(yàn)材料、方法及設(shè)備
2.1 試驗(yàn)材料
2.2 試驗(yàn)方法及設(shè)備
2.2.1 MIG焊試驗(yàn)
2.2.2 鋼/鋁接頭宏觀、微觀組織分析
2.2.3 鋼/鋁MIG焊接頭的力學(xué)性能
第三章 鋼/鋁MIG焊接頭微觀組織特點(diǎn)及力學(xué)行為
3.1 鋼/鋁MIG焊接頭的結(jié)構(gòu)特征
3.2 鋼/鋁MIG焊接頭界面區(qū)微觀組織
3.2.1 鋼/鋁接頭界面區(qū)形貌
3.2.1.1 Al-Mg焊絲
3.2.1.2 Al-Cu焊絲
3.2.2 鋼/鋁接頭界面區(qū)反應(yīng)產(chǎn)物
3.3 鋼/鋁MIG焊接頭焊縫區(qū)、熔合區(qū)微觀組織
3.4 鋼/鋁MIG焊接頭力學(xué)行為
3.4.1 接頭顯微硬度分布
3.4.2 接頭拉伸斷裂行為
3.5 鋼/鋁MIG焊接頭主要缺陷形式
3.5.1 焊縫氣孔
3.5.2 界面未連接
3.5.3 接頭界面區(qū)裂紋
3.5.4 界面區(qū)氧化物夾雜
3.6 本章小結(jié)
第四章 焊接工藝因素對(duì)鋼/鋁MIG焊焊縫成形、接頭微觀組織及力學(xué)性能的影響
4.1 焊接工藝因素對(duì)鋼/鋁MIG焊接頭焊縫成形的影響
4.1.1 焊接參數(shù)對(duì)熔深、熔寬以及余高的影響
4.1.1.1 焊接電流(I)的影響
4.1.1.2 焊接速度(v)的影響
4.1.2 焊接方向及焊槍角度對(duì)焊縫成形的影響
4.1.3 坡口角度對(duì)焊縫成形的影響
4.1.4 焊絲位置對(duì)焊縫成形的影響
4.2 焊接參數(shù)對(duì)鋼/鋁接頭區(qū)結(jié)構(gòu)的影響
4.2.1 焊接參數(shù)對(duì)界面區(qū)結(jié)構(gòu)的影響(Al-Mg焊絲)
4.2.1.1 焊接電流的影響
4.2.1.2 焊接速度的影響
4.2.2 焊接參數(shù)對(duì)界面區(qū)結(jié)構(gòu)的影響(Al-Cu焊絲)
4.2.2.1 焊接電流的影響
4.2.2.2 焊接速度的影響
4.3 焊接參數(shù)對(duì)鋼/鋁接頭拉伸性能的影響
4.3.1 焊接電流的影響
4.3.2 焊接速度的影響
4.4 本章小結(jié)
第五章 合金元素控制鋼/鋁接頭界面金屬間化合物層生長機(jī)制
5.1 鋼/鋁接頭界面金屬間化合物層生長機(jī)制
5.1.1 界面區(qū)金屬間化合物生長熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)分析
5.1.2 界面區(qū)金屬間化合物層生長機(jī)制
5.2 合金元素控制鋼/鋁界面生長方式
5.3 Cu元素控制界面金屬間化合物層生長的作用機(jī)制
5.3.1 不同含量的Cu元素對(duì)鋼/鋁界面的作用
5.3.2 Cu元素控制鋼/鋁界面金屬間化合物層生長的作用機(jī)制
5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間取得的科研成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]焊接參數(shù)對(duì)攪拌摩擦焊2024-T351鋁合金焊接接頭斷裂韌性和疲勞裂紋生長速率的影響(英文)[J]. Danial GHAHREMANI MOGHADAM,Khalil FARHANGDOOST. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(10)
[2]鋁/鋼異種金屬電阻點(diǎn)焊接頭微觀組織與力學(xué)性能研究[J]. 閆紅來. 熱加工工藝. 2015(17)
[3]鎂-鋼異種金屬M(fèi)IG焊接頭的顯微組織與力學(xué)性能(英文)[J]. 汪曉勇,孫大千,殷世強(qiáng),劉東陽. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(08)
[4]鋁合金/鍍鋅鋼板Nd:YAG激光+MIG電弧復(fù)合熱源熔-釬焊接頭的組織與性能(英文)[J]. 秦國梁,蘇玉虎,王術(shù)軍. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(04)
[5]汽車輕量化技術(shù)的研究與進(jìn)展[J]. 范子杰,桂良進(jìn),蘇瑞意. 汽車安全與節(jié)能學(xué)報(bào). 2014(01)
[6]高強(qiáng)鋼與鋁合金電阻點(diǎn)焊性能[J]. 崇玉良,孔諒,宋政,王敏. 焊接學(xué)報(bào). 2013(09)
[7]攪拌摩擦焊接工藝參數(shù)和攪拌頭外形尺寸對(duì)3003-H18鋁合金和低碳鋼焊接性能的影響(英文)[J]. M.DEHGHANI,S.A.A.AKBARI MOUSAVI,A.AMADEH. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2013(07)
[8]汽車制造中鋁和鋼異種金屬間的點(diǎn)焊研究[J]. 武守輝,陳思杰,牛濟(jì)泰,衛(wèi)軍全,李平. 熱加工工藝. 2013(11)
[9]Laser-MIG Arc Hybrid Brazing-Fusion Welding of Al Alloy to Galvanized Steel with Different Filler Metals[J]. Shujun WANG,Guoliang QIN,Yuhu SU. Acta Metallurgica Sinica(English Letters). 2013(02)
[10]對(duì)激光焊接技術(shù)的分析研究[J]. 徐彬. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2013(03)
博士論文
[1]AZ31B鎂合金/Q235低碳鋼異種金屬M(fèi)IG焊的研究[D]. 汪曉勇.吉林大學(xué) 2016
[2]鋼鋁異種金屬交流雙脈沖焊接接頭組織及性能研究[D]. 蘇永超.上海交通大學(xué) 2014
[3]6005A-T6鋁合金攪拌摩擦焊接頭的組織與性能研究[D]. 董鵬.吉林大學(xué) 2014
[4]鋁—鋼異種金屬脈沖旁路耦合電弧MIG熔釬焊方法及機(jī)理研究[D]. 盧立暉.蘭州理工大學(xué) 2012
[5]鋁合金/高強(qiáng)鋼異種金屬電阻點(diǎn)焊研究[D]. 張偉華.吉林大學(xué) 2011
[6]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(xué) 2010
[7]鋁/鍍鋅鋼板CMT熔—釬焊機(jī)理研究[D]. 張洪濤.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
碩士論文
[1]鋁合金/鋼異種金屬CMT焊接工藝及接頭組織性能分析[D]. 龐二元.中北大學(xué) 2016
[2]6061-T6鋁合金/SUS301L不銹鋼異種金屬電阻點(diǎn)焊的研究[D]. 蘇雷.吉林大學(xué) 2016
[3]16Mn鋼/6063-T6鋁合金異種金屬電阻點(diǎn)焊的研究[D]. 柳艷軍.吉林大學(xué) 2016
[4]S355J2H鋼激光—電弧復(fù)合焊接頭組織及力學(xué)性能的研究[D]. 黃鑫.吉林大學(xué) 2015
[5]6082-T6鋁合金攪拌摩擦焊接頭微觀組織及力學(xué)性能的研究[D]. 王冰.吉林大學(xué) 2015
[6]鋁/鋼電阻點(diǎn)焊工藝研究及數(shù)值模擬[D]. 曾敏.南昌航空大學(xué) 2014
[7]合金元素對(duì)鋁合金/鋼熔—釬焊接頭組織與性能的影響[D]. 王術(shù)軍.山東大學(xué) 2013
本文編號(hào):3432600
【文章來源】:吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:107 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 課題背景及意義
1.2 鋼/鋁異種金屬的焊接性
1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài)分析
1.3.1 冷金屬過渡焊(CMT)
1.3.2 電阻點(diǎn)焊(RSW)
1.3.3 摩擦焊(FW)
1.3.4 攪拌摩擦焊(FSW)
1.3.5 激光焊
1.3.6 激光-電弧復(fù)合焊
1.3.7 熔化極氣體保護(hù)焊(MIG)
1.4 本文主要研究內(nèi)容
第二章 試驗(yàn)材料、方法及設(shè)備
2.1 試驗(yàn)材料
2.2 試驗(yàn)方法及設(shè)備
2.2.1 MIG焊試驗(yàn)
2.2.2 鋼/鋁接頭宏觀、微觀組織分析
2.2.3 鋼/鋁MIG焊接頭的力學(xué)性能
第三章 鋼/鋁MIG焊接頭微觀組織特點(diǎn)及力學(xué)行為
3.1 鋼/鋁MIG焊接頭的結(jié)構(gòu)特征
3.2 鋼/鋁MIG焊接頭界面區(qū)微觀組織
3.2.1 鋼/鋁接頭界面區(qū)形貌
3.2.1.1 Al-Mg焊絲
3.2.1.2 Al-Cu焊絲
3.2.2 鋼/鋁接頭界面區(qū)反應(yīng)產(chǎn)物
3.3 鋼/鋁MIG焊接頭焊縫區(qū)、熔合區(qū)微觀組織
3.4 鋼/鋁MIG焊接頭力學(xué)行為
3.4.1 接頭顯微硬度分布
3.4.2 接頭拉伸斷裂行為
3.5 鋼/鋁MIG焊接頭主要缺陷形式
3.5.1 焊縫氣孔
3.5.2 界面未連接
3.5.3 接頭界面區(qū)裂紋
3.5.4 界面區(qū)氧化物夾雜
3.6 本章小結(jié)
第四章 焊接工藝因素對(duì)鋼/鋁MIG焊焊縫成形、接頭微觀組織及力學(xué)性能的影響
4.1 焊接工藝因素對(duì)鋼/鋁MIG焊接頭焊縫成形的影響
4.1.1 焊接參數(shù)對(duì)熔深、熔寬以及余高的影響
4.1.1.1 焊接電流(I)的影響
4.1.1.2 焊接速度(v)的影響
4.1.2 焊接方向及焊槍角度對(duì)焊縫成形的影響
4.1.3 坡口角度對(duì)焊縫成形的影響
4.1.4 焊絲位置對(duì)焊縫成形的影響
4.2 焊接參數(shù)對(duì)鋼/鋁接頭區(qū)結(jié)構(gòu)的影響
4.2.1 焊接參數(shù)對(duì)界面區(qū)結(jié)構(gòu)的影響(Al-Mg焊絲)
4.2.1.1 焊接電流的影響
4.2.1.2 焊接速度的影響
4.2.2 焊接參數(shù)對(duì)界面區(qū)結(jié)構(gòu)的影響(Al-Cu焊絲)
4.2.2.1 焊接電流的影響
4.2.2.2 焊接速度的影響
4.3 焊接參數(shù)對(duì)鋼/鋁接頭拉伸性能的影響
4.3.1 焊接電流的影響
4.3.2 焊接速度的影響
4.4 本章小結(jié)
第五章 合金元素控制鋼/鋁接頭界面金屬間化合物層生長機(jī)制
5.1 鋼/鋁接頭界面金屬間化合物層生長機(jī)制
5.1.1 界面區(qū)金屬間化合物生長熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)分析
5.1.2 界面區(qū)金屬間化合物層生長機(jī)制
5.2 合金元素控制鋼/鋁界面生長方式
5.3 Cu元素控制界面金屬間化合物層生長的作用機(jī)制
5.3.1 不同含量的Cu元素對(duì)鋼/鋁界面的作用
5.3.2 Cu元素控制鋼/鋁界面金屬間化合物層生長的作用機(jī)制
5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間取得的科研成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]焊接參數(shù)對(duì)攪拌摩擦焊2024-T351鋁合金焊接接頭斷裂韌性和疲勞裂紋生長速率的影響(英文)[J]. Danial GHAHREMANI MOGHADAM,Khalil FARHANGDOOST. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(10)
[2]鋁/鋼異種金屬電阻點(diǎn)焊接頭微觀組織與力學(xué)性能研究[J]. 閆紅來. 熱加工工藝. 2015(17)
[3]鎂-鋼異種金屬M(fèi)IG焊接頭的顯微組織與力學(xué)性能(英文)[J]. 汪曉勇,孫大千,殷世強(qiáng),劉東陽. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(08)
[4]鋁合金/鍍鋅鋼板Nd:YAG激光+MIG電弧復(fù)合熱源熔-釬焊接頭的組織與性能(英文)[J]. 秦國梁,蘇玉虎,王術(shù)軍. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(04)
[5]汽車輕量化技術(shù)的研究與進(jìn)展[J]. 范子杰,桂良進(jìn),蘇瑞意. 汽車安全與節(jié)能學(xué)報(bào). 2014(01)
[6]高強(qiáng)鋼與鋁合金電阻點(diǎn)焊性能[J]. 崇玉良,孔諒,宋政,王敏. 焊接學(xué)報(bào). 2013(09)
[7]攪拌摩擦焊接工藝參數(shù)和攪拌頭外形尺寸對(duì)3003-H18鋁合金和低碳鋼焊接性能的影響(英文)[J]. M.DEHGHANI,S.A.A.AKBARI MOUSAVI,A.AMADEH. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2013(07)
[8]汽車制造中鋁和鋼異種金屬間的點(diǎn)焊研究[J]. 武守輝,陳思杰,牛濟(jì)泰,衛(wèi)軍全,李平. 熱加工工藝. 2013(11)
[9]Laser-MIG Arc Hybrid Brazing-Fusion Welding of Al Alloy to Galvanized Steel with Different Filler Metals[J]. Shujun WANG,Guoliang QIN,Yuhu SU. Acta Metallurgica Sinica(English Letters). 2013(02)
[10]對(duì)激光焊接技術(shù)的分析研究[J]. 徐彬. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2013(03)
博士論文
[1]AZ31B鎂合金/Q235低碳鋼異種金屬M(fèi)IG焊的研究[D]. 汪曉勇.吉林大學(xué) 2016
[2]鋼鋁異種金屬交流雙脈沖焊接接頭組織及性能研究[D]. 蘇永超.上海交通大學(xué) 2014
[3]6005A-T6鋁合金攪拌摩擦焊接頭的組織與性能研究[D]. 董鵬.吉林大學(xué) 2014
[4]鋁—鋼異種金屬脈沖旁路耦合電弧MIG熔釬焊方法及機(jī)理研究[D]. 盧立暉.蘭州理工大學(xué) 2012
[5]鋁合金/高強(qiáng)鋼異種金屬電阻點(diǎn)焊研究[D]. 張偉華.吉林大學(xué) 2011
[6]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(xué) 2010
[7]鋁/鍍鋅鋼板CMT熔—釬焊機(jī)理研究[D]. 張洪濤.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
碩士論文
[1]鋁合金/鋼異種金屬CMT焊接工藝及接頭組織性能分析[D]. 龐二元.中北大學(xué) 2016
[2]6061-T6鋁合金/SUS301L不銹鋼異種金屬電阻點(diǎn)焊的研究[D]. 蘇雷.吉林大學(xué) 2016
[3]16Mn鋼/6063-T6鋁合金異種金屬電阻點(diǎn)焊的研究[D]. 柳艷軍.吉林大學(xué) 2016
[4]S355J2H鋼激光—電弧復(fù)合焊接頭組織及力學(xué)性能的研究[D]. 黃鑫.吉林大學(xué) 2015
[5]6082-T6鋁合金攪拌摩擦焊接頭微觀組織及力學(xué)性能的研究[D]. 王冰.吉林大學(xué) 2015
[6]鋁/鋼電阻點(diǎn)焊工藝研究及數(shù)值模擬[D]. 曾敏.南昌航空大學(xué) 2014
[7]合金元素對(duì)鋁合金/鋼熔—釬焊接頭組織與性能的影響[D]. 王術(shù)軍.山東大學(xué) 2013
本文編號(hào):3432600
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