鎂合金和鋁合金是21世紀(jì)應(yīng)用較為廣泛的輕金屬,采用鎂合金和鋁合金代替鋼板材料的焊接,在減少經(jīng)濟(jì)成本的同時,還符合工業(yè)發(fā)展所倡導(dǎo)的輕量化、綠色環(huán)保和節(jié)能減材的宗旨。但是鎂合金和鋁合金的焊接性較差,兩者的物理化學(xué)性質(zhì)差異較大,采用一般的熔焊方法很難得到性能優(yōu)異的接頭。超聲波焊接具有焊接時間短、生產(chǎn)效率高、穩(wěn)定性好、操作方便、對工件表面要求低等優(yōu)點,有望實現(xiàn)Mg/Al異種金屬的可靠連接。本文通過進(jìn)行AZ31B鎂合金和6082-T6鋁合金異種金屬的超聲波焊接試驗,研究了焊接能量、焊接振幅和焊接靜壓力對接頭界面成形、微觀組織和力學(xué)性能的影響規(guī)律;采用Zn箔和Sn箔作中間層,阻隔Mg和Al的互擴(kuò)散,通過改變接頭界面處的化合物種類和組織分布狀態(tài),使接頭力學(xué)性能得到不同程度的改善,并在獲得優(yōu)質(zhì)接頭的同時降低焊接能量。試驗結(jié)果表明:Mg/Al直接超聲波焊接頭界面較為平直,未出現(xiàn)明顯的漩渦狀塑性變形和機(jī)械咬合。接頭界面在焊接能量為200 J時未能形成穩(wěn)定的金屬間化合物;當(dāng)焊接能量增至500 J,接頭界面處生成一層較薄的Mg-Al系金屬間化合物;隨著焊接能量的進(jìn)一步增加,界面由薄的不均勻金屬間化合物層逐漸轉(zhuǎn)... 

【文章頁數(shù)】：114 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 選題背景
    1.2 鎂/鋁異種金屬的焊接性
    1.3 鎂/鋁異種金屬焊接的研究進(jìn)展
        1.3.1 鎂/鋁激光焊
        1.3.2 鎂/鋁電阻點焊
        1.3.3 鎂/鋁擴(kuò)散焊
        1.3.4 鎂/鋁攪拌摩擦焊
        1.3.5 鎂/鋁超聲波焊接
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
第2章 試驗材料、設(shè)備與方法
    2.1 試驗材料
    2.2 試驗設(shè)備
        2.2.1 超聲波焊接試驗系統(tǒng)的構(gòu)建
        2.2.2 試樣焊前預(yù)處理及焊接裝配調(diào)試
        2.2.3 超聲波金屬焊接原理及過程分析
    2.3 試驗方法
        2.3.1 焊接熱循環(huán)測試
        2.3.2 接頭界面成形及微觀組織分析
        2.3.3 接頭力學(xué)性能測試
第3章 焊接參數(shù)對Mg/Al USW接頭界面成形、組織及力學(xué)性能的影響
    3.1 焊接能量
        3.1.1 焊接能量對接頭焊接熱循環(huán)的影響
        3.1.2 焊接能量對接頭界面宏觀成形的影響
        3.1.3 焊接能量對接頭界面微觀成形和組織的影響
        3.1.4 焊接能量對接頭力學(xué)性能的影響
    3.2 焊接振幅
        3.2.1 焊接振幅對接頭焊接熱循環(huán)的影響
        3.2.2 焊接振幅對接頭界面微觀成形的影響
        3.2.3 焊接振幅對接頭力學(xué)性能的影響
    3.3 焊接靜壓力
        3.3.1 焊接靜壓力對接頭焊接熱循環(huán)的影響
        3.3.2 焊接靜壓力對接頭界面微觀成形的影響
        3.3.3 焊接靜壓力對接頭力學(xué)性能的影響
    3.4 本章小結(jié)
第4章 Zn箔作中間層的Mg/Zn/Al USW接頭界面成形、組織及力學(xué)性能研究
    4.1 不同焊接能量下Mg/Zn/Al USW接頭焊接熱循環(huán)
    4.2 不同焊接能量下Mg/Zn/Al USW接頭界面成形機(jī)制
        4.2.1 Mg/Zn/Al USW接頭界面宏觀成形
        4.2.2 Mg/Zn/Al USW接頭界面微觀成形
    4.3 不同焊接能量下Mg/Zn/Al USW接頭微觀組織特點
    4.4 不同焊接能量下Mg/Zn/Al USW接頭力學(xué)性能分析
        4.4.1 Mg/Zn/Al USW接頭顯微硬度分析
        4.4.2 Mg/Zn/Al USW接頭剪切性能分析
    4.5 Mg/Zn/Al USW接頭斷裂機(jī)制研究
    4.6 本章小結(jié)
第5章 Sn箔作中間層的Mg/Sn/Al USW接頭界面成形、組織及力學(xué)性能研究
    5.1 不同焊接能量下Mg/Sn/Al USW接頭焊接熱循環(huán)
    5.2 不同焊接能量下Mg/Sn/Al USW接頭界面成形機(jī)制
        5.2.1 Mg/Sn/Al USW接頭界面宏觀成形
        5.2.2 Mg/Sn/Al USW接頭界面微觀成形
    5.3 不同焊接能量下Mg/Sn/Al USW接頭微觀組織特點
    5.4 不同焊接能量下Mg/Sn/Al USW接頭力學(xué)性能分析
        5.4.1 Mg/Sn/Al USW接頭顯微硬度分析
        5.4.2 Mg/Sn/Al USW接頭剪切性能分析
    5.5 Mg/Sn/Al USW接頭斷裂機(jī)制研究
    5.6 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的科研成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[3]Cu/Al異種金屬超聲波焊接接頭組織與力學(xué)性能[D]. 劉東鋒.吉林大學(xué) 2018
[4]鋁鋼復(fù)合材料界面結(jié)合機(jī)理及金屬間化合物生長行為的研究[D]. 郭校峰.廣東工業(yè)大學(xué) 2017
[5]鋼/鋁異種金屬瞬間液相擴(kuò)散連接接頭組織與力學(xué)性能[D]. 劉亞俊.吉林大學(xué) 2017
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[7]Ag作中間層的鎂鋁擴(kuò)散焊接研究[D]. 王儀宇.武漢理工大學(xué) 2012



本文編號：3649254