鋁/銅旋轉(zhuǎn)摩擦焊接頭界面組織與性能不均勻性研究
發(fā)布時間:2021-01-17 16:43
采用具有良好導電和導熱性能的鋁代替銅不僅可以減少生產(chǎn)成本,還能減輕結(jié)構件重量。以鋁代銅必然涉及鋁/銅的連接。由于兩者存在較大的熱物理和化學性能差異,因此多采用固相焊技術,其中旋轉(zhuǎn)摩擦焊是一種常用而有效的鋁/銅連接技術。但該方法存在徑向產(chǎn)熱和變形不均的問題,破壞了接頭結(jié)構完整性并影響接頭的工程化應用,因此有必要對其進行深入的研究。本文采用旋轉(zhuǎn)摩擦焊技術對AA1060純鋁(Al)和T2紫銅(Cu)進行焊接。焊接完成后,對接頭進行熱處理。之后使用掃描電子顯微鏡、電子探針、X射線衍射儀、萬能拉伸實驗機、直流雙臂電橋等測試分析設備,對接頭組織和性能進行分析。主要研究結(jié)果如下:研究表明,旋轉(zhuǎn)摩擦焊實現(xiàn)了Al/Cu高強連接,整體接頭在鋁母材處斷裂。但是由于接頭中存在殘余應力,強度并未達到最高。經(jīng)過100oC/2h熱處理后,接頭殘余應力得到消除,拉伸強度和彎曲角度得到提高;隨著熱處理溫度增加,界面金屬間化合物層厚度增加,接頭力學性能降低。接頭力學和電學性能不均勻性研究發(fā)現(xiàn),焊態(tài)下,接頭中心位置力學性能最高,試樣斷裂在鋁母材處,拉伸強度和延伸率分別為88MPa、20.2%,并且徑向...
【文章來源】:大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
整體試樣拉伸強度,(a)不同熱處理溫度、(b)不同熱處理時間Fig.3.14Tensilestrengthofintegralsamples,(a)differentheattreatmenttemperatureat2h,(b)different
圖 3.14 整體試樣拉伸強度,(a)不同熱處理溫度、(b)不同熱處理時間Fig. 3.14 Tensile strength of integral samples, (a) different heat treatment temperature at 2h, (b) differenheat treatment time at 400oC綜上可知,小直徑試樣在經(jīng)過 100oC/2h 熱處理后,具有最好的力學性能,拉伸強度為 91MPa,彎曲角度超過 90o未發(fā)生斷裂。拉伸測試時,熱處理試樣均在界面位置發(fā)生
【參考文獻】:
期刊論文
[1]鋁硅焊絲成分對銅鋁異種金屬CMT焊接接頭特征的影響[J]. 孟凡玲,呂曜晨,武小娟,孫煥煥. 材料熱處理學報. 2016(06)
[2]擴散結(jié)合Cu/Al疊層復合材料的界面結(jié)構與相生成機制[J]. 郭亞杰,劉桂武,金海云,史忠旗,喬冠軍. 稀有金屬材料與工程. 2011(S2)
[3]“鋁代銅”的新革命[J]. 顧楠. 中國有色金屬. 2010(20)
[4]先進摩擦焊接技術的開發(fā)與應用[J]. 劉雪梅,張彥華,鄒增大,王新洪,曲仕堯. 熱加工工藝. 2006(02)
[5]摩擦焊技術發(fā)展與展望[J]. 周君. 機械工人. 2006(02)
[6]慣性摩擦焊在航空發(fā)動機上的應用[J]. 梁海,張崢. 材料工程. 1992(02)
[7]摩擦焊加熱過程中變形層和高溫區(qū)的擴展過程[J]. 才蔭先,孫松濤,朱桂芝,王璽. 焊接學報. 1984(02)
博士論文
[1]旋轉(zhuǎn)摩擦焊熱源演變及接頭成形機制[D]. 李鵬.西北工業(yè)大學 2015
[2]高強高導電銅合金研究[D]. 陸德平.上海交通大學 2007
[3]GH4169合金摩擦焊接過程的數(shù)值模擬研究[D]. 張全忠.大連理工大學 2007
碩士論文
[1]鋁銅軟釬焊用Sn-Zn-Bi基無鉛釬料性能研究[D]. 劉嘉希.大連理工大學 2016
[2]銅/鋁攪拌摩擦焊工藝研究[D]. 萬於輝.南昌航空大學 2014
[3]鋁銅軟釬焊用Sn-Zn-Ni與Sn-Zn-Bi-Al(Ni)釬料性能研究[D]. 侯憲林.大連理工大學 2014
[4]合金元素含量與加工工藝對8030鋁合金導線性能的影響[D]. 張國玲.鄭州大學 2012
本文編號:2983232
【文章來源】:大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
整體試樣拉伸強度,(a)不同熱處理溫度、(b)不同熱處理時間Fig.3.14Tensilestrengthofintegralsamples,(a)differentheattreatmenttemperatureat2h,(b)different
圖 3.14 整體試樣拉伸強度,(a)不同熱處理溫度、(b)不同熱處理時間Fig. 3.14 Tensile strength of integral samples, (a) different heat treatment temperature at 2h, (b) differenheat treatment time at 400oC綜上可知,小直徑試樣在經(jīng)過 100oC/2h 熱處理后,具有最好的力學性能,拉伸強度為 91MPa,彎曲角度超過 90o未發(fā)生斷裂。拉伸測試時,熱處理試樣均在界面位置發(fā)生
【參考文獻】:
期刊論文
[1]鋁硅焊絲成分對銅鋁異種金屬CMT焊接接頭特征的影響[J]. 孟凡玲,呂曜晨,武小娟,孫煥煥. 材料熱處理學報. 2016(06)
[2]擴散結(jié)合Cu/Al疊層復合材料的界面結(jié)構與相生成機制[J]. 郭亞杰,劉桂武,金海云,史忠旗,喬冠軍. 稀有金屬材料與工程. 2011(S2)
[3]“鋁代銅”的新革命[J]. 顧楠. 中國有色金屬. 2010(20)
[4]先進摩擦焊接技術的開發(fā)與應用[J]. 劉雪梅,張彥華,鄒增大,王新洪,曲仕堯. 熱加工工藝. 2006(02)
[5]摩擦焊技術發(fā)展與展望[J]. 周君. 機械工人. 2006(02)
[6]慣性摩擦焊在航空發(fā)動機上的應用[J]. 梁海,張崢. 材料工程. 1992(02)
[7]摩擦焊加熱過程中變形層和高溫區(qū)的擴展過程[J]. 才蔭先,孫松濤,朱桂芝,王璽. 焊接學報. 1984(02)
博士論文
[1]旋轉(zhuǎn)摩擦焊熱源演變及接頭成形機制[D]. 李鵬.西北工業(yè)大學 2015
[2]高強高導電銅合金研究[D]. 陸德平.上海交通大學 2007
[3]GH4169合金摩擦焊接過程的數(shù)值模擬研究[D]. 張全忠.大連理工大學 2007
碩士論文
[1]鋁銅軟釬焊用Sn-Zn-Bi基無鉛釬料性能研究[D]. 劉嘉希.大連理工大學 2016
[2]銅/鋁攪拌摩擦焊工藝研究[D]. 萬於輝.南昌航空大學 2014
[3]鋁銅軟釬焊用Sn-Zn-Ni與Sn-Zn-Bi-Al(Ni)釬料性能研究[D]. 侯憲林.大連理工大學 2014
[4]合金元素含量與加工工藝對8030鋁合金導線性能的影響[D]. 張國玲.鄭州大學 2012
本文編號:2983232
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/jinshugongy/2983232.html
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