異種金屬攪拌摩擦點焊動態(tài)性能研究
發(fā)布時間:2021-01-24 08:12
本文采用針回抽技術(shù)成功實現(xiàn)了1mm的DP600鍍鋅鋼板和2mm的AA6082-T6鋁合金無匙孔FSSW接頭的焊接,并消除原有匙孔。采用熱電偶、OM、SEM、EDS和XRD研究點焊接頭的溫度場、微觀組織形貌、流場、界面行為、元素擴散、金屬間化合物和斷口形貌,并研究點焊接頭動態(tài)性能,包括腐蝕性能、拉剪性能、沖擊性能和動態(tài)疲勞性能。對其在動態(tài)條件下的結(jié)構(gòu)損傷過程和失效行為規(guī)律進行分析,研究動態(tài)條件下的失效機理并建立斷裂失效模型。在FSSW過程中,溫度場曲線變化與焊接過程完全吻合,軸肩外圍峰值溫度達到500℃左右。點焊接頭WNZ形成云團狀混沌結(jié)構(gòu),組織晶粒細小,其晶粒尺寸從原始母材的50μm減小到小于1μm。TMAZ有拉長的織構(gòu),織構(gòu)層厚度約為0.2mm,而HAZ組織相比于BM有稍微變大。鋁/鋼界面形成不均勻過渡層,厚度約為30μm。點焊接頭在模擬海水中具有較好的耐蝕性,腐蝕特征主要表現(xiàn)為在鋁合金表面上的剝蝕和點蝕。點焊接頭各區(qū)域的耐蝕性順序(以降低順序排列)為WNZ>TMAZ>BM>HAZ。Mg2Si和含硅固溶體α(Al)的Mg和Al元素優(yōu)先形成陽極溶...
【文章來源】:蘭州理工大學(xué)甘肅省
【文章頁數(shù)】:71 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 選題背景及意義
1.2 攪拌摩擦點焊研究現(xiàn)狀
1.2.1 力學(xué)性能研究現(xiàn)狀
1.2.2 腐蝕性能研究現(xiàn)狀
1.3 研究目標及內(nèi)容
1.3.1 研究目標
1.3.2 研究內(nèi)容
第2章 試驗材料、設(shè)備及方法
2.1 試驗材料
2.2 試驗設(shè)備與方法
2.2.1 焊接試驗
2.2.2 溫度測量
2.2.3 試樣切割
2.2.4 組織與界面
2.2.5 浸泡實驗
2.2.6 電化學(xué)實驗
2.2.7 沖擊試驗
2.2.8 拉剪試驗
2.2.9 疲勞試驗
第3章 攪拌摩擦點焊接頭的微觀形貌與界面行為
3.1 攪拌摩擦點焊過程中的焊接溫度曲線
3.2 攪拌摩擦點焊接頭的組織結(jié)構(gòu)
3.2.1 攪拌摩擦點焊接頭的宏觀形貌
3.2.2 攪拌摩擦點焊接頭的金屬流動性
3.2.3 攪拌摩擦點焊接頭的微觀組織
3.3 攪拌摩擦點焊接頭的界面行為
3.3.1 攪拌摩擦點焊接頭的界面擴散
3.3.2 攪拌摩擦點焊接頭的金屬間化合物
3.3.3 攪拌摩擦點焊接頭的微裂紋
3.5 本章小結(jié)
第4章 攪拌摩擦點焊接頭的腐蝕行為
4.1 攪拌摩擦點焊接頭的浸泡實驗
4.1.1 攪拌摩擦點焊接頭的宏觀腐蝕形貌
4.1.2 攪拌摩擦點焊接頭的微觀腐蝕形貌
4.1.3 攪拌摩擦點焊接頭的腐蝕產(chǎn)物
4.1.4 不同區(qū)域下的耐蝕性
4.1.5 攪拌摩擦點焊接頭的腐蝕機制
4.2 攪拌摩擦點焊接頭的電化學(xué)實驗
4.2.1 不同區(qū)域下的交流阻抗
4.2.2 不同區(qū)域下的極化曲線
4.3 本章小結(jié)
第5章 攪拌摩擦點焊接頭的沖擊性能
5.1 不同焊接參數(shù)下的沖擊功
5.2 不同焊接參數(shù)下的沖擊載荷-位移曲線
5.3 攪拌摩擦點焊接頭的沖擊斷口
5.4 本章小結(jié)
第6章 攪拌摩擦點焊接頭的拉剪性能
6.1 不同焊接參數(shù)下的拉剪載荷-位移曲線
6.2 攪拌摩擦點焊接頭的拉剪斷口
6.3 本章小結(jié)
第7章 攪拌摩擦點焊接頭的動態(tài)疲勞性能
7.1 不同疲勞載荷下的滯后環(huán)
7.1.1 低頻非對稱疲勞載荷
7.1.2 低頻對稱疲勞載荷
7.1.3 高頻非對稱疲勞載荷
7.2 不同疲勞載荷下的疲勞F-N曲線
7.3 攪拌摩擦點焊接頭的疲勞斷口
7.4 攪拌摩擦點焊接頭的流場與斷裂失效分析
7.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝
附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Al5052鋁合金/C27200銅合金異種材料攪拌摩擦點焊的工藝窗口(英文)[J]. S.SIDDHARTH,T.SENTHILKUMAR,M.CHANDRASEKAR. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2017(06)
[2]基于伺服控制的鈷條自動電磁抓料系統(tǒng)研究[J]. 張忠科,于洋,王希靖,陳瑞山. 制造業(yè)自動化. 2017(02)
[3]Effect of Friction Stir Processing on Pitting Corrosion and Intergranular Attack of 7075 Aluminum Alloy[J]. M.Navaser,M.Atapour. Journal of Materials Science & Technology. 2017(02)
[4]鋁合金無匙孔攪拌摩擦點焊焊縫的腐蝕行為[J]. 張忠科,于洋,胥春龍,王希靖. 蘭州理工大學(xué)學(xué)報. 2016(05)
[5]Effect of Rotation Rate on Microstructure and Mechanical Properties of Friction Stir Spot Welded DP780 Steel[J]. G.M.Xie,H.B.Cui,Z.A.Luo,W.Yu,J.Ma,G.D.Wang. Journal of Materials Science & Technology. 2016(04)
[6]Pinless Friction Stir Spot Welding of Mg-3Al-1Zn Alloy with Zn Interlayer[J]. R.Z.Xu,D.R.Ni,Q.Yang,C.Z.Liu,Z.Y.Ma. Journal of Materials Science & Technology. 2016(01)
[7]Influence of tool pin profile on microstructure and corrosion behaviour of AA2219 Al-Cu alloy friction stir weld nuggets[J]. Ch.VENKATA RAO,G.MADHUSUDHAN REDDY,K.SRINIVASA RAO. Defence Technology. 2015(03)
[8]Improving Corrosion Resistance of Friction Stir Welding Joint of 7075 Aluminum Alloy by Micro-arc Oxidation[J]. Yue Yang,Leilei Zhou. Journal of Materials Science & Technology. 2014(12)
[9]焊接工藝參數(shù)對鋁和銅異種攪拌摩擦焊接頭腐蝕性能的影響(英文)[J]. Esther T.AKINLABI,Anthony ANDREWS,Stephen A.AKINLABI. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(05)
[10]焊接參數(shù)對2024鋁合金FSW接頭組織及腐蝕行為的影響[J]. 康舉,梁蘇瑩,李光,欒國紅,董春林,何淼,付瑞東. 腐蝕科學(xué)與防護技術(shù). 2012(01)
本文編號:2996915
【文章來源】:蘭州理工大學(xué)甘肅省
【文章頁數(shù)】:71 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 選題背景及意義
1.2 攪拌摩擦點焊研究現(xiàn)狀
1.2.1 力學(xué)性能研究現(xiàn)狀
1.2.2 腐蝕性能研究現(xiàn)狀
1.3 研究目標及內(nèi)容
1.3.1 研究目標
1.3.2 研究內(nèi)容
第2章 試驗材料、設(shè)備及方法
2.1 試驗材料
2.2 試驗設(shè)備與方法
2.2.1 焊接試驗
2.2.2 溫度測量
2.2.3 試樣切割
2.2.4 組織與界面
2.2.5 浸泡實驗
2.2.6 電化學(xué)實驗
2.2.7 沖擊試驗
2.2.8 拉剪試驗
2.2.9 疲勞試驗
第3章 攪拌摩擦點焊接頭的微觀形貌與界面行為
3.1 攪拌摩擦點焊過程中的焊接溫度曲線
3.2 攪拌摩擦點焊接頭的組織結(jié)構(gòu)
3.2.1 攪拌摩擦點焊接頭的宏觀形貌
3.2.2 攪拌摩擦點焊接頭的金屬流動性
3.2.3 攪拌摩擦點焊接頭的微觀組織
3.3 攪拌摩擦點焊接頭的界面行為
3.3.1 攪拌摩擦點焊接頭的界面擴散
3.3.2 攪拌摩擦點焊接頭的金屬間化合物
3.3.3 攪拌摩擦點焊接頭的微裂紋
3.5 本章小結(jié)
第4章 攪拌摩擦點焊接頭的腐蝕行為
4.1 攪拌摩擦點焊接頭的浸泡實驗
4.1.1 攪拌摩擦點焊接頭的宏觀腐蝕形貌
4.1.2 攪拌摩擦點焊接頭的微觀腐蝕形貌
4.1.3 攪拌摩擦點焊接頭的腐蝕產(chǎn)物
4.1.4 不同區(qū)域下的耐蝕性
4.1.5 攪拌摩擦點焊接頭的腐蝕機制
4.2 攪拌摩擦點焊接頭的電化學(xué)實驗
4.2.1 不同區(qū)域下的交流阻抗
4.2.2 不同區(qū)域下的極化曲線
4.3 本章小結(jié)
第5章 攪拌摩擦點焊接頭的沖擊性能
5.1 不同焊接參數(shù)下的沖擊功
5.2 不同焊接參數(shù)下的沖擊載荷-位移曲線
5.3 攪拌摩擦點焊接頭的沖擊斷口
5.4 本章小結(jié)
第6章 攪拌摩擦點焊接頭的拉剪性能
6.1 不同焊接參數(shù)下的拉剪載荷-位移曲線
6.2 攪拌摩擦點焊接頭的拉剪斷口
6.3 本章小結(jié)
第7章 攪拌摩擦點焊接頭的動態(tài)疲勞性能
7.1 不同疲勞載荷下的滯后環(huán)
7.1.1 低頻非對稱疲勞載荷
7.1.2 低頻對稱疲勞載荷
7.1.3 高頻非對稱疲勞載荷
7.2 不同疲勞載荷下的疲勞F-N曲線
7.3 攪拌摩擦點焊接頭的疲勞斷口
7.4 攪拌摩擦點焊接頭的流場與斷裂失效分析
7.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝
附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Al5052鋁合金/C27200銅合金異種材料攪拌摩擦點焊的工藝窗口(英文)[J]. S.SIDDHARTH,T.SENTHILKUMAR,M.CHANDRASEKAR. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2017(06)
[2]基于伺服控制的鈷條自動電磁抓料系統(tǒng)研究[J]. 張忠科,于洋,王希靖,陳瑞山. 制造業(yè)自動化. 2017(02)
[3]Effect of Friction Stir Processing on Pitting Corrosion and Intergranular Attack of 7075 Aluminum Alloy[J]. M.Navaser,M.Atapour. Journal of Materials Science & Technology. 2017(02)
[4]鋁合金無匙孔攪拌摩擦點焊焊縫的腐蝕行為[J]. 張忠科,于洋,胥春龍,王希靖. 蘭州理工大學(xué)學(xué)報. 2016(05)
[5]Effect of Rotation Rate on Microstructure and Mechanical Properties of Friction Stir Spot Welded DP780 Steel[J]. G.M.Xie,H.B.Cui,Z.A.Luo,W.Yu,J.Ma,G.D.Wang. Journal of Materials Science & Technology. 2016(04)
[6]Pinless Friction Stir Spot Welding of Mg-3Al-1Zn Alloy with Zn Interlayer[J]. R.Z.Xu,D.R.Ni,Q.Yang,C.Z.Liu,Z.Y.Ma. Journal of Materials Science & Technology. 2016(01)
[7]Influence of tool pin profile on microstructure and corrosion behaviour of AA2219 Al-Cu alloy friction stir weld nuggets[J]. Ch.VENKATA RAO,G.MADHUSUDHAN REDDY,K.SRINIVASA RAO. Defence Technology. 2015(03)
[8]Improving Corrosion Resistance of Friction Stir Welding Joint of 7075 Aluminum Alloy by Micro-arc Oxidation[J]. Yue Yang,Leilei Zhou. Journal of Materials Science & Technology. 2014(12)
[9]焊接工藝參數(shù)對鋁和銅異種攪拌摩擦焊接頭腐蝕性能的影響(英文)[J]. Esther T.AKINLABI,Anthony ANDREWS,Stephen A.AKINLABI. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(05)
[10]焊接參數(shù)對2024鋁合金FSW接頭組織及腐蝕行為的影響[J]. 康舉,梁蘇瑩,李光,欒國紅,董春林,何淼,付瑞東. 腐蝕科學(xué)與防護技術(shù). 2012(01)
本文編號:2996915
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