5A06鋁合金強度高、耐腐蝕性好,6061鋁合金綜合性能良好、應(yīng)用廣泛,且具有較高的屈服強度。這兩種鋁合金的高質(zhì)量異種焊接件可以發(fā)揮各自優(yōu)點,滿足不同工況對不同材料的使用需求。然而傳統(tǒng)的焊接方式難以實現(xiàn)異種金屬的焊接,攪拌摩擦焊(FSW)作為一種固相連接技術(shù),有效的解決了該問題。但焊接過程中產(chǎn)生巨大的熱量仍會弱化焊接接頭的力學(xué)性能,如何改進(jìn)焊接工藝,進(jìn)一步提高接頭的力學(xué)性能成為目前亟待解決的問題。本文選取5 mm厚的5A06和6061異種鋁合金在自然冷卻和壓縮空氣強制冷卻工況下進(jìn)行FSW對接試驗。系統(tǒng)研究轉(zhuǎn)速(300,600,900和1200 rpm)、焊接速度(100和200 mm/min)以及冷卻方式(自然冷卻和壓縮空氣強制冷卻)對焊接接頭性能的影響,通過光學(xué)顯微鏡和掃面電子顯微鏡表征接頭微觀組織結(jié)構(gòu),通過拉伸試驗和硬度試驗等手段評估接頭力學(xué)性能,揭示接頭強化或弱化的機理,探索最優(yōu)焊接工藝參數(shù)的選取原則。自然冷卻狀態(tài)下,FSW接頭強度隨轉(zhuǎn)速/焊速比的增加先升后降。當(dāng)焊接過程中的轉(zhuǎn)速/焊速比過低(300/200 r/mm)時,接頭因材料混合不充分導(dǎo)致在焊核區(qū)發(fā)生脆性斷裂,且抗拉強度明顯...

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 攪拌摩擦焊的原理及工藝特點
        1.2.1 攪拌摩擦焊的工作原理
        1.2.2 攪拌摩擦焊的工藝特點
    1.3 攪拌摩擦焊的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 攪拌摩擦焊工藝參數(shù)的研究
        1.3.2 5xxx系和6xxx系異種鋁合金攪拌摩擦焊的研究現(xiàn)狀
        1.3.3 冷卻條件下攪拌摩擦焊的研究現(xiàn)狀
    1.4 預(yù)期目標(biāo)
    1.5 本文研究的主要內(nèi)容
    1.6 技術(shù)路線
第二章 試驗材料與方法
    2.1 試驗材料與試驗方案
        2.1.1 試驗材料
        2.1.2 試驗設(shè)備
        2.1.3 試驗方案
    2.2 試樣分析測試方法
        2.2.1 金相組織觀察
        2.2.2 單軸拉伸試驗
        2.2.3 納米壓入硬度測試
        2.2.4 斷口分析
    2.3 本章小結(jié)
第三章 攪拌頭與焊接工藝參數(shù)設(shè)計
    3.1 引言
    3.2 攪拌頭設(shè)計
        3.2.1 軸肩設(shè)計
        3.2.2 攪拌針設(shè)計
        3.2.3 攪拌頭材料選擇
    3.3 軸肩下壓量
    3.4 轉(zhuǎn)速與焊接速度設(shè)計
    3.5 本章小結(jié)
第四章 攪拌摩擦焊接頭組織分析
    4.1 引言
    4.2 攪拌摩擦焊接頭宏觀形貌
        4.2.1 接頭缺陷及成因分析
        4.2.2 接頭截面宏觀形貌分析
    4.3 攪拌摩擦焊接頭晶粒組織觀察
        4.3.1 母材區(qū)晶粒組織
        4.3.2 熱影響區(qū)晶粒組織
        4.3.3 熱機影響區(qū)晶粒組織
        4.3.4 焊核區(qū)晶粒組織
    4.4 熱輸入與壓縮空氣強制冷卻對晶粒尺寸的影響
    4.5 熱輸入與壓縮空氣強制冷卻對第二相的影響
    4.6 本章小結(jié)
第五章 攪拌摩擦焊接頭力學(xué)性能及斷裂行為
    5.1 引言
    5.2 單軸拉伸試驗分析
        5.2.1 焊接熱輸入對接頭強度的影響
        5.2.2 壓縮空氣強制冷卻對接頭強度的影響
    5.3 應(yīng)變場演化分析
    5.4 納米壓入硬度分析
    5.5 焊接接頭宏觀斷裂角度
    5.6 焊接接頭斷裂特性分析
    5.7 焊接接頭斷口微觀形貌
    5.8 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介
    1 作者簡歷
    2 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
    3 參與的科研項目及獲獎情況
    4 發(fā)明專利
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：4045646