本文關鍵詞：異種鋁合金攪拌摩擦焊工藝及接頭組織性能研究

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【摘要】：鋁合金具有質(zhì)量輕,成本低等優(yōu)勢。異種鋁合金焊接能發(fā)揮各自性能優(yōu)勢,滿足對材質(zhì)提出的不同要求,還可以更近一步節(jié)約成本。FSW作為固相焊接方法在鋁合金的焊接方面存在無與倫比的優(yōu)勢,在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,異種鋁合金FSW具有著較好的應用前景。本文選用5mm板厚的5A01與6082-T6鋁合金作為研究對象,總結焊接工藝對接頭組織結構的影響規(guī)律以及其與接頭性能的相關性,建立工藝參數(shù)、組織結構、接頭性能三者之間的對應關系,為異種鋁合金焊接接頭的組織性能的改善及尋找最優(yōu)工藝參數(shù)奠定基礎。焊縫表面形貌在各工藝參數(shù)下均成形較好。異種鋁合金的焊接接頭區(qū)域分布與同種較相似,WNZ出現(xiàn)洋蔥環(huán)現(xiàn)象且隨熱輸入增大而更飽滿,雙道焊與雙面焊出現(xiàn)兩個洋蔥環(huán),組織形貌更復雜。兩種母材在WNZ混合均勻,晶粒細小均勻;HAZ為單一母材,晶粒粗大;TMAZ為過渡區(qū)域,部分組織為兩種母材混合,晶粒在一定程度長大;各區(qū)域存在分界線。焊接過程后無新相析出,兩種母材與焊縫較一致,但衍射角強度峰值發(fā)生改變。各焊接工藝下的顯微硬度曲線趨勢基本相同,曲線呈不規(guī)則“W”形。顯微硬度縱向分布呈各層異性,上層平均值最高;增大轉(zhuǎn)速或減小焊速均會增大接頭平均值;攪拌針偏向后退側(cè)或5A01為前進側(cè)材料時平均值好;焊接參數(shù)變化下的抗拉強度與顯微硬度規(guī)律一致。焊接道次不同時,單道焊接頭平均硬度值最大,雙面焊異向焊接拉伸性能最優(yōu);接頭在TMAZ處斷裂,為韌性斷口,少部分區(qū)域呈脆性斷裂特征。極化曲線與阻抗譜圖結果吻合程度較好。焊接參數(shù)為1200rpm,60mm/min時,自腐蝕電位最大,耐腐蝕性能最好;攪拌針居中焊接時,焊接接頭腐蝕速率最低;前進側(cè)材料為6082時接頭耐蝕性傾向好;焊接道次不同時,單道焊接頭耐腐蝕性能好;選擇適當?shù)暮附庸に?焊接接頭試樣的自腐蝕電位與腐蝕電流密度與母材相比都發(fā)生正向移動,耐蝕性能增強。
【關鍵詞】：異種鋁合金 攪拌摩擦焊 接頭組織 力學性能 耐腐蝕性
【學位授予單位】：江蘇科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG453.9
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第1章 緒論13-22
• 1.1 研究背景13
• 1.2 FSW概況13-15
• 1.3 異種鋁合金FSW國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-20
• 1.3.1 異種鋁合金攪拌摩擦焊工藝研究進展15-18
• 1.3.2 5系與6系異種鋁合金FSW國內(nèi)外研究現(xiàn)狀18-19
• 1.3.3 其他組合異種鋁合金FSW國內(nèi)外研究現(xiàn)狀19-20
• 1.4 研究內(nèi)容20-22
• 第2章 試驗材料、設備與方法22-27
• 2.1 試驗材料22
• 2.2 試驗設備22-24
• 2.2.1 FSW設備22-23
• 2.2.2 攪拌頭的設計23
• 2.2.3 試驗所用儀器23-24
• 2.3 試驗過程24-27
• 2.3.1 FSW試驗設計24-25
• 2.3.2 接頭組織分析試驗25-26
• 2.3.3 力學性能試驗26
• 2.3.4 電化學腐蝕性能試驗26-27
• 第3章 異種鋁合金FSW接頭形貌及微觀特征27-43
• 3.1 工藝參數(shù)對焊縫表面成形的影響27-30
• 3.1.1 常規(guī)焊接工藝參數(shù)對焊縫表面成形的影響27-28
• 3.1.2 攪拌針偏置對焊縫表面成形的影響28-29
• 3.1.3 材料互置對焊縫表面成形的影響29-30
• 3.2 異種鋁合金FSW焊接接頭宏觀組織分析30-36
• 3.2.1 常規(guī)焊接工藝參數(shù)下的接頭宏觀組織30-32
• 3.2.2 攪拌針偏置下的接頭宏觀組織32
• 3.2.3 材料互置下的接頭宏觀組織32-34
• 3.2.4 雙道焊的接頭宏觀組織34-35
• 3.2.5 雙面焊的接頭宏觀組織35-36
• 3.3 FSW接頭的微觀組織36-40
• 3.4 X射線衍射分析40-41
• 3.5 本章小結41-43
• 第4章 異種鋁合金FSW接頭力學性能43-63
• 4.1 工藝參數(shù)對焊接接頭顯微硬度的影響43-51
• 4.1.1 焊接接頭顯微硬度的各層異性43-44
• 4.1.2 不同常規(guī)工藝參數(shù)對焊接接頭顯微硬度的影響44-46
• 4.1.3 攪拌針偏置對焊接接頭顯微硬度的影響46-47
• 4.1.4 材料互置對焊接接頭顯微硬度的影響47-48
• 4.1.5 雙道焊對焊接接頭顯微硬度的影響48-49
• 4.1.6 雙面焊對焊接接頭顯微硬度的影響49-50
• 4.1.7 FSW不同焊接道次對焊接接頭顯微硬度的不同影響50-51
• 4.2 工藝參數(shù)對焊接接頭拉伸性能的影響51-56
• 4.2.1 不同常規(guī)工藝參數(shù)對焊接接頭拉伸性能的影響51-52
• 4.2.2 攪拌針偏置對焊接接頭拉伸性能的影響52-53
• 4.2.3 材料互置對焊接接頭拉伸性能的影響53-54
• 4.2.4 雙道焊對焊接接頭拉伸性能的影響54-55
• 4.2.5 雙面焊對焊接接頭拉伸性能的影響55
• 4.2.6 FSW不同焊接道次下焊接接頭的應力-應變曲線55-56
• 4.3 斷口形貌分析56-61
• 4.3.1 母材的斷口分析56-59
• 4.3.2 焊接接頭的斷口形貌59-61
• 4.4 本章小結61-63
• 第5章 異種鋁合金FSW接頭電化學腐蝕性能63-77
• 5.1 電化學測試技術方法及原理63-66
• 5.1.1 電極電位及腐蝕傾向63-64
• 5.1.2 極化曲線測量原理及方法64-65
• 5.1.3 阻抗圖譜測量原理及方法65-66
• 5.2 極化曲線試驗結果分析66-72
• 5.2.1 母材與焊接接頭的極化曲線67-68
• 5.2.2 不同常規(guī)工藝參數(shù)下焊接接頭的極化曲線68-69
• 5.2.3 攪拌針偏置下焊接接頭的極化曲線69-70
• 5.2.4 材料互置下焊接接頭的極化曲線70-71
• 5.2.5 FSW不同焊接道次下焊接接頭的極化曲線71-72
• 5.3 阻抗圖譜試驗結果分析72-76
• 5.4 本章小結76-77
• 結論77-79
• 參考文獻79-85
• 致謝85-86
• 詳細摘要86-88

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1 方，

本文編號：666695