發(fā)布時間：2021-10-21 18:45

　　激光高速沖擊焊接技術作為一種新型固相焊接工藝特別適合于微觀尺度下異種金屬的連接,此焊接技術為黃銅與異種金屬的微焊接提供了新的途徑。本文運用激光高速沖擊焊接技術實現了黃銅與異種金屬的微焊接,并通過實驗與數值模擬相結合的方式對激光高速沖擊焊接樣品的微觀結構、焊接接頭的機械性能以及界面波的形成機理等方面進行了系統的研究,主要的研究內容與成果如下:首先,開展了激光高速沖擊焊接Al/Brass實驗研究。本實驗利用光學顯微鏡（OM）觀測了焊接樣品的表面形貌及橫截面形貌,運用掃描電子顯微鏡（SEM）和X射線能譜儀（EDS）觀測并分析了結合界面的微觀結構,最后通過拉伸剪切測試和剝離測試研究了焊接接頭的力學性能及失效模式。研究發(fā)現:在合理的工藝參數下,焊接樣品表面質量良好;激光脈沖能量對結合界面微觀形貌影響顯著,界面波的波長和振幅會隨著激光脈沖能量的增加而增大,當激光脈沖能量大于1200mJ時,在黃銅一側的波谷區(qū)域將會生成局部熔化塊;EDS測試結果表明在結合界面出現了微弱的元素擴散;隨著激光脈沖能量的增加,最大拉伸力和剝離力會隨之增加,研究認為界面波尺寸的增加有利于提高焊接接頭的連接質量,但最大拉伸力和... 

【文章來源】：江蘇大學江蘇省

【文章頁數】：93 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

爆炸焊接原理圖

其焊接原理如圖1.2 所示[43, 44]。與爆炸焊接不同的是，電磁脈沖焊接技術是通過加載電流產生的洛倫茲力對復板進行加速，洛倫茲力的大小可以通過加載電流進行調節(jié)與控制，自動化程度較高。在進行電磁脈沖焊接時，電容器放電會在螺線管內產生高密度的電流，這被看作為初始電流，在閉合電流通路中，初始電流產生的電磁場會在復板上生成對應的次級電流，次級電流的方向與初始電流的方向是相反的，因此在螺線管和復板之間會產生強烈的相互排斥的洛倫茲力，復板在洛倫茲力的作用下會加速飛行并與基板高速碰撞。

漸漸引起研究者的注意[53]，這為解決微觀尺度上異種材料焊接提供了一種新的途徑。1.3.3 激光高速沖擊焊接技術及研究現狀激光高速沖擊焊接技術是一種比較新穎的固相焊接技術，此焊接方式與傳統的激光熔化焊不同，在焊接過程中沒有出現大范圍的熔化，也不會產生熔池。激光高速沖擊焊接布置主要有角度式和平行式兩種方式，如圖 1.3 所示[54, 55]。當脈沖激光經過聚焦透鏡后會穿過透明的約束層照射在吸收層上，吸收層通常為噴涂在約束層下方的黑漆，吸收層（黑漆）在脈沖激光的照射下會迅速氣化并電離成等離子體，由于約束層的限制，等離子體在吸收激光脈沖能量后會急劇膨脹，從而在復板上表面形成強烈的沖擊壓力波，在沖擊波的驅動下復板向下高速飛行，最終與基板相碰撞。復板與基板高速碰撞后會產生強烈的塑性變形，隨后在巨大的沖擊壓力下實現固相冶金結合。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于強脈沖激光的Ti/Al沖擊點焊實驗研究[J]. 顧宇軒,王霄,沈宗寶,邱唐標,馬友娟,張迪,劉會霞.  中國激光. 2015(05)
[2]鋁合金/黃銅異種金屬電弧熔釬焊[J]. 董紅剛,張旭超,楊繼承,胡文金.  中國機械工程. 2014(08)
[3]不銹鋼/黃銅接頭高頻感應釬焊質量問題的研究[J]. 呂志勇,韓力英,張同齡.  焊接技術. 2013(03)
[4]黃銅氣焊工藝研究及應用[J]. 邱葭菲.  特種鑄造及有色合金. 2012(10)
[5]黃銅-低碳鋼異種金屬激光深熔釬焊[J]. 皮友東,董鵬,楊武雄,肖榮詩.  中國激光. 2007(11)
[6]鉻青銅與雙相不銹鋼異種材料電子束熔釬焊[J]. 張秉剛,馮吉才,吳林,何景山,楊衛(wèi)鵬,朱春玲.  焊接學報. 2004(04)
[7]H62黃銅與0Cr19Ni9不銹鋼的釬焊試驗及應用[J]. 易小平.  機械工人. 2002(02)

博士論文
[1]黃銅—不銹鋼異種金屬激光焊接[D]. 李揚.天津大學 2015
[2]Johnson-Cook本構模型和Steinberg本構模型的比較研究[D]. 彭建祥.中國工程物理研究院 2006

碩士論文
[1]激光間接沖擊焊接實驗與數值模擬研究[D]. 黃濤.江蘇大學 2018
[2]鋁/黃銅異種金屬激光熔釬焊工藝及機理研究[D]. 李志勇.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[3]黃銅與紫銅及黃銅與低碳鋼異種金屬的激光焊接[D]. 皮友東.北京工業(yè)大學 2007



本文編號：3449530