雙軸肩攪拌摩擦焊是一種具有典型固相連接特征的焊接新技術(shù),相對(duì)于常規(guī)攪拌摩擦焊,其不僅保持了焊接接頭質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn),又克服了常規(guī)攪拌摩擦焊需要墊板支撐的局限性。本文采用自主設(shè)計(jì)并優(yōu)化的雙軸肩攪拌頭對(duì)8mm厚2219鋁合金進(jìn)行雙軸肩攪拌摩擦焊試驗(yàn),并探索了不同的工藝條件對(duì)接頭組織以及接頭性能的影響規(guī)律,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了工藝優(yōu)化。同時(shí),利用有限元軟件ANSYS workbench 17.0對(duì)雙軸肩攪拌摩擦焊接過程的溫度場(chǎng)進(jìn)行了建模,并以此為依據(jù)分析了接頭的形成機(jī)理,,為指導(dǎo)焊接工藝和工程化應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。2219鋁合金雙軸肩攪拌摩擦焊焊縫區(qū)域呈啞鈴狀,并且可進(jìn)一步劃分為焊核區(qū)、熱機(jī)影響區(qū)、熱影響區(qū)與母材區(qū)。其中,焊核區(qū)由細(xì)小等軸晶組織構(gòu)成且厚度方向的晶粒大小無明顯差異,熱機(jī)影響區(qū)由呈現(xiàn)被扭曲和被拉長(zhǎng)形態(tài)的晶粒組成,熱影響區(qū)由受熱作用產(chǎn)生粗化的晶粒組成,接頭不同區(qū)域的晶粒尺寸大小隨熱輸入的升高而增大。焊核區(qū)中沉淀相被打碎并發(fā)生固溶,熱機(jī)影響區(qū)的沉淀相大部分也發(fā)生了溶解,而熱影響區(qū)的沉淀相部分發(fā)生了長(zhǎng)大粗化。雙軸肩攪拌摩擦焊接頭的沉淀強(qiáng)化效應(yīng)被破壞,整體硬度值低于母材。其中晶粒粗大的熱影響區(qū)硬度值... 

【文章頁(yè)數(shù)】：82 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題來源及研究的背景和意義
        1.1.1 課題的來源
        1.1.2 課題研究的目的及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析
        1.2.1 攪拌頭設(shè)計(jì)
        1.2.2 接頭組織與性能
        1.2.3 焊接溫度場(chǎng)及材料流動(dòng)行為
    1.3 主要研究?jī)?nèi)容
        1.3.1 雙軸肩攪拌頭設(shè)計(jì)與焊接工藝試驗(yàn)
        1.3.2 雙軸肩攪拌摩擦焊接頭成形與微觀組織
        1.3.3 雙軸肩攪拌摩擦焊接頭力學(xué)性能
        1.3.4 雙軸肩攪拌摩擦焊溫度場(chǎng)及接頭形成機(jī)理
第2章 試驗(yàn)材料、設(shè)備及方法
    2.1 試驗(yàn)材料
    2.2 試驗(yàn)設(shè)備
    2.3 焊具設(shè)計(jì)
        2.3.1 攪拌頭材料選擇
        2.3.2 攪拌頭結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)
        2.3.3 攪拌頭優(yōu)化設(shè)計(jì)
    2.4 微觀組織分析
        2.4.1 光學(xué)顯微鏡分析
        2.4.2 掃描電子顯微鏡分析
        2.4.3 透射電子顯微鏡分析
    2.5 力學(xué)性能測(cè)試
        2.5.1 顯微硬度
        2.5.2 拉伸性能
    2.6 焊接過程參數(shù)測(cè)量
        2.6.1 焊接溫度場(chǎng)測(cè)定
        2.6.2 電機(jī)扭矩測(cè)定
第3章 雙軸肩攪拌摩擦焊接頭成形與微觀組織
    3.1 焊接工藝試驗(yàn)與接頭成形
        3.1.1 工藝參數(shù)的制定
        3.1.2 焊縫表面與截面成形
        3.1.3 主軸扭矩及工藝窗口
    3.2 接頭微觀組織
        3.2.1 接頭各區(qū)域組織特點(diǎn)
        3.2.2 焊接速度對(duì)接頭微觀組織的影響
        3.2.3 轉(zhuǎn)速對(duì)接頭微觀組織的影響
    3.3 本章小結(jié)
第4章 雙軸肩攪拌摩擦焊接頭力學(xué)性能
    4.1 接頭顯微硬度分布
        4.1.1 顯微硬度分布特征
        4.1.2 焊接速度對(duì)接頭顯微硬度的影響
        4.1.3 轉(zhuǎn)速對(duì)接頭顯微硬度的影響
    4.2 接頭拉伸性能
        4.2.1 焊接速度對(duì)接頭拉伸性能的影響
        4.2.2 轉(zhuǎn)速對(duì)接頭拉伸性能的影響
        4.2.3 接頭拉伸斷裂斷口分析
    4.3 焊接工藝優(yōu)化
        4.3.1 因素水平編碼
        4.3.2 模型擬合
        4.3.3 工藝參數(shù)優(yōu)化
    4.4 本章小結(jié)
第5章 雙軸肩攪拌摩擦焊過程溫度場(chǎng)分析
    5.1 傳熱學(xué)基本理論
        5.1.1 熱傳遞的方式
        5.1.2 熱力學(xué)第一定律
    5.2 溫度場(chǎng)有限元模擬
        5.2.1 熱源模型建立
        5.2.2 初始條件和邊界條件設(shè)定
        5.2.3 模擬結(jié)果及分析
        5.2.4 模型準(zhǔn)確性驗(yàn)證
    5.3 接頭形成機(jī)理
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[9]雙軸肩攪拌摩擦焊技術(shù)取得突破[J].   現(xiàn)代焊接. 2009(10)
[10]雙軸肩攪拌摩擦焊技術(shù)取得突破[J].   現(xiàn)代焊接. 2009 (10)

碩士論文
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本文編號(hào)：3720309