發(fā)布時間：2021-11-01 02:17

　　鋁合金薄板具有高塑性、大比強度、優(yōu)異的耐腐蝕性能和機加工等特性,被廣泛應(yīng)用到汽車、軌道交通和飛機制造業(yè)。特別是在通用飛機和無人機,在結(jié)構(gòu)強度和剛度滿足的情況下,輕量化是提升飛行能力的重要指標。鋁合金薄板作為結(jié)構(gòu)件材料應(yīng)用時,焊接加工不可避免。傳統(tǒng)熔焊連接析出強化型鋁合金,易在焊縫區(qū)形成冶金缺陷和嚴重軟化,導(dǎo)致接頭力學(xué)性能低下。攪拌摩擦焊技術(shù)屬固相連接,可有效避免熔焊缺陷,提升接頭力學(xué)性能。鋁合金薄板攪拌摩擦焊時,采用常規(guī)轉(zhuǎn)速焊接,工藝參數(shù)選擇范圍小,焊接效率低,而且極易因工藝參數(shù)選擇不當而導(dǎo)致焊縫成型困難;采用高轉(zhuǎn)速焊接,工藝參數(shù)選擇范圍大,焊接效率高,而且高轉(zhuǎn)速保證充足的焊接熱輸入,有利于獲得成型良好的焊接接頭。本文采用數(shù)值模擬和試驗測試相結(jié)合的研究方法,探討了0.8 mm厚6061-T6鋁合金薄板高速攪拌摩擦焊接頭的溫度分布以及溫度分布對接頭組織和性能的影響規(guī)律,分析了高速攪拌摩擦穩(wěn)態(tài)焊接過程中的產(chǎn)熱機制和成型機理,同時優(yōu)化了0.8mm厚6061-T6鋁合金薄板高速攪拌摩擦焊接工藝條件及焊后熱處理工藝,并基于工藝參數(shù)優(yōu)化建立了接頭抗拉強度的預(yù)測模型。鋁合金薄板高速攪拌摩擦焊接溫度分... 

【文章來源】：西北工業(yè)大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：147 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
論文的主要創(chuàng)新與貢獻
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 鋁合金攪拌摩擦焊接研究現(xiàn)狀
        1.2.1 鋁合金攪拌摩擦焊接頭溫度分布
        1.2.2 鋁合金攪拌摩擦焊接頭組織與性能
    1.3 鋁合金薄板攪拌摩擦焊研究現(xiàn)狀
        1.3.1 鋁合金薄板攪拌摩擦焊接頭溫度場
        1.3.2 鋁合金薄板攪拌摩擦焊接頭組織與性能
    1.4 研究內(nèi)容和方案
        1.4.1 研究內(nèi)容
        1.4.2 研究方案
第2章 試驗材料及研究方法
    2.1 試驗材料
    2.2 攪拌摩擦焊接設(shè)備及工藝
        2.2.1 攪拌摩擦焊設(shè)備
        2.2.2 工藝參數(shù)選擇
    2.3 鋁合金薄板攪拌摩擦焊接頭溫度場
        2.3.1 溫度場數(shù)值模擬
        2.3.2 溫度場測量方法
    2.4 鋁合金薄板攪拌摩擦焊接頭微觀組織分析
        2.4.1 光學(xué)顯微鏡分析
        2.4.2 電子背散射衍射分析
        2.4.3 透射電子顯微分析
    2.5 鋁合金薄板攪拌摩擦焊接頭力學(xué)性能測試
        2.5.1 硬度分布
        2.5.2 拉伸性能
第3章 高速攪拌摩擦焊接頭溫度場與產(chǎn)熱機制
    3.1 引言
    3.2 焊接接頭溫度場數(shù)值模擬
        3.2.1 幾何模型與網(wǎng)格劃分
        3.2.2 熱傳導(dǎo)方程與邊界定義
        3.2.3 攪拌摩擦焊的產(chǎn)熱機制分析
        3.2.4 材料的熱物性參數(shù)
        3.2.5 焊接接頭溫度場數(shù)值模擬結(jié)果與分析
    3.3 工藝參數(shù)對焊接接頭溫度場影響分析
        3.3.1 轉(zhuǎn)速對溫度場的影響規(guī)律
        3.3.2 焊速對溫度場的影響規(guī)律
    3.4 本章小結(jié)
第4章 高速攪拌摩擦焊接頭再結(jié)晶行為及微觀組織特征
    4.1 引言
    4.2 母材區(qū)
    4.3 焊核區(qū)再結(jié)晶機制和微觀組織特征分析
        4.3.1 再結(jié)晶機制分析
        4.3.2 晶粒細化機制及析出相演變分析
    4.5 熱力影響區(qū)形成機制及組織特征分析
        4.5.1 近焊核區(qū)側(cè)熱力影響區(qū)形成機制及組織特征分析
        4.5.2 近熱影響區(qū)側(cè)熱力影響區(qū)形成機制及組織特征分析
    4.6 本章小結(jié)
第5章 工藝參數(shù)對焊接接頭組織與力學(xué)性能的影響
    5.1 引言
    5.2 攪拌頭幾何形貌對接頭組織和力學(xué)性能的影響分析
        5.2.1 常規(guī)轉(zhuǎn)速工藝下攪拌頭幾何形貌對接頭組織和力學(xué)性能的影響
        5.2.2 高轉(zhuǎn)速工藝下攪拌頭幾何形貌對接頭組織和力學(xué)性能的影響
    5.3 常規(guī)轉(zhuǎn)速下工藝參數(shù)對接頭組織和力學(xué)性能的影響分析
        5.3.1 轉(zhuǎn)速對接頭微觀組織和力學(xué)性能的影響
        5.3.2 焊速對接頭微觀組織和力學(xué)性能的影響
    5.4 高轉(zhuǎn)速下工藝參數(shù)對接頭組織和力學(xué)性能的影響分析
        5.4.1 轉(zhuǎn)速對接頭微觀組織和力學(xué)性能的影響
        5.4.2 焊速對接頭微觀組織和力學(xué)性能的影響
    5.5 鋁合金薄板攪拌摩擦焊接工藝參數(shù)優(yōu)化
        5.5.1 自然因素和編碼
        5.5.2 響應(yīng)面法模型建立與分析
        5.5.3 參數(shù)優(yōu)化結(jié)果
    5.6 本章小結(jié)
第6章 焊接工裝和時效處理對焊接接頭組織與力學(xué)性能的影響
    6.1 引言
    6.2 夾持距離對接頭成型特征和力學(xué)性能的影響分析
        6.2.1 夾持距離對接頭成型特征的影響
        6.2.2 夾持距離對接頭力學(xué)性能的影響
    6.3 墊板對接頭組織和力學(xué)性能的影響分析
        6.3.1 墊板對接頭宏觀成型的影響
        6.3.2 墊板對接頭微觀組織的影響
        6.3.3 墊板對接頭力學(xué)性能的影響
    6.4 人工時效對接頭組織和力學(xué)性能的影響分析
        6.4.1 人工時效對接頭微觀組織的影響
        6.4.2 人工時效對接頭力學(xué)性能的影響
    6.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3469328