Mg/Cu擴(kuò)散偶界面反應(yīng)及AZ31B/CU擴(kuò)散釬焊研究
發(fā)布時(shí)間:2021-08-26 17:22
鎂及鎂合金由于諸多的性能優(yōu)勢(shì)而被譽(yù)為21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ牟牧现?銅及銅合金在電子電工等領(lǐng)域也有很廣泛的應(yīng)用。為了充分發(fā)揮兩者的優(yōu)勢(shì),有必要對(duì)其進(jìn)行焊接。本文首先對(duì)Mg/Cu二元擴(kuò)散偶在430℃-485℃進(jìn)行熱擴(kuò)散實(shí)驗(yàn),借助SEM、EDS等測(cè)試手段研究界面擴(kuò)散區(qū)顯微組織的演變規(guī)律;其次以鋁箔、鎳箔作為中間夾層,研究了恒定加壓、梯度加壓、間歇性梯度加壓三種加壓方式對(duì)AZ31B/Cu擴(kuò)散釬焊接頭的組織與性能的影響;最后以鋅基釬料ZnAl15作為中間夾層,研究了加熱溫度和保溫時(shí)間對(duì)AZ31B/Cu接頭組織和性能的影響。研究結(jié)果表明:Mg/Cu擴(kuò)散偶在485℃以下熱擴(kuò)散后,界面反應(yīng)層組織主要由寬大的Mg基體擴(kuò)散區(qū)、Cu2Mg區(qū)和狹窄的Cu基固溶體區(qū)組成,其中Mg基體擴(kuò)散區(qū)由α-Mg固溶體區(qū)及沿其晶界分布的顆粒狀Mg2Cu相組成,Cu原子在Mg基體中的擴(kuò)散以晶界擴(kuò)散為主。界面反應(yīng)層內(nèi)的Cu2Mg層厚度與溫度之間呈指數(shù)增長(zhǎng)關(guān)系。485℃熱擴(kuò)散4h后,Mg/Cu擴(kuò)散偶界面反應(yīng)層組織主要由Mg基體擴(kuò)散區(qū)、(α-Mg+Mg2Cu)共晶和Cu(Mg)固溶體區(qū)組成。擴(kuò)散區(qū)硬度明顯高于兩側(cè)母材,485℃以下...
【文章來源】:西安科技大學(xué)陜西省
【文章頁(yè)數(shù)】:65 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
鎂的結(jié)構(gòu)圖
圖 1.2 鎂合金在各種工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用Fig.1.2 Application of magnesium alloys on various industrial fields合金的焊接性金由于自身的物理化學(xué)性能,致使其焊接過程中易出現(xiàn)以下問題[17]晶粒粗化:鎂合金具有較低的熔點(diǎn),且其散熱性能較好,焊接過程粗化,接頭性能惡化。氧化與蒸發(fā):鎂極易與氧發(fā)生反應(yīng)生成高熔點(diǎn)的 MgO 薄膜,一方另一方面,易產(chǎn)生氧化物夾雜影響焊縫質(zhì)量。除此之外,鎂具有較℃,高溫時(shí)蒸汽壓很大,易揮發(fā)而導(dǎo)致出現(xiàn)蜂窩狀孔洞。熱裂紋:鎂及鎂合金線膨脹系數(shù)較大,受熱及冷卻時(shí)尺寸變化較大現(xiàn)熱應(yīng)力,接頭形成時(shí)易形成裂紋等缺陷。除此,鎂由于性質(zhì)活潑反應(yīng),生成的低熔點(diǎn)共晶常偏析于晶界,增強(qiáng)熱裂紋敏感性。銅合金概述
圖 1.3 攪拌摩擦焊示意圖Fig.1.3 Schematic of friction stir welding陳玉華等人[30]對(duì)銅/鎂異種金屬攪拌摩擦焊接頭板放置前進(jìn)側(cè),攪拌頭的轉(zhuǎn)速為1180r/min,焊接,內(nèi)部組織無焊接微觀缺陷。對(duì)接頭進(jìn)行XRD及硬形成了AlCuMg的硬脆金屬間化合物相,金屬間化現(xiàn)最大值,達(dá)210HV,與此同時(shí),硬脆相的出現(xiàn)致6MPa。過渡焊接接(Cold Metal Transfer,簡(jiǎn)稱CMT)是焊接領(lǐng)域的在以下方面,數(shù)字化協(xié)調(diào)控制焊絲的送給運(yùn)動(dòng)及熔制相互交替的高頻率的“熱-冷-熱”熔滴過渡過程濺。冷金屬過渡焊接由于一系列優(yōu)勢(shì)而被青睞,完g-Ti等異種金屬材料的焊接[31]。的景敏等人[32-33]采用CMT焊接技術(shù)對(duì)AZ31B鎂合
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]銅夾層Ti-6Al-4V/AZ31B異種金屬的擴(kuò)散連接[J]. 秦倩,杜雙明,陳應(yīng)科. 熱加工工藝. 2015(07)
[2]電場(chǎng)作用下AZ31B/Cu擴(kuò)散界面的結(jié)構(gòu)及性能[J]. 董鳳,陳少平,胡利方,樊文浩,孟慶森. 材料工程. 2015(02)
[3]Mg/Cu共晶反應(yīng)釬焊微觀組織及力學(xué)特性分析[J]. 王懷建,白莉. 兵器材料科學(xué)與工程. 2013(01)
[4]保溫時(shí)間對(duì)Mg/Cu共晶反應(yīng)釬焊連接的影響[J]. 王懷建,白莉. 熱加工工藝. 2012(19)
[5]Mg/Cu異種材料共晶反應(yīng)釬焊連接研究[J]. 王懷建,袁苗達(dá),白莉. 熱加工工藝. 2012(17)
[6]AZ31鎂合金擴(kuò)散釬焊界面區(qū)域的組織結(jié)構(gòu)及性能[J]. 杜雙明,趙維濤,劉剛,郭偉. 熱加工工藝. 2012(01)
[7]攪拌摩擦焊的研究進(jìn)展與應(yīng)用[J]. 孫宜華,杜良. 新技術(shù)新工藝. 2011(06)
[8]鐵/鋁擴(kuò)散偶界面反應(yīng)層生長(zhǎng)機(jī)理分析[J]. 吳銘方,司乃潮,王敬,王鳳江. 焊接學(xué)報(bào). 2011(05)
[9]鋁合金/Cu/不銹鋼接觸反應(yīng)釬焊及中間層溶解行為(英文)[J]. 吳銘方,司乃潮,陳健. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2011(05)
[10]Al/Mg擴(kuò)散層的形成規(guī)律和機(jī)理[J]. 宋玉強(qiáng),李世春,耿相英. 焊接學(xué)報(bào). 2011(02)
碩士論文
[1]鎂—銅異質(zhì)金屬擴(kuò)散釬焊接頭的微觀結(jié)構(gòu)及性能研究[D]. 蘭天.西安科技大學(xué) 2015
[2]鋁基、鋅基釬料真空釬焊AZ31B鎂合金的研究[D]. 韓秉達(dá).西安科技大學(xué) 2015
[3]AZ31B/Cu擴(kuò)散釬焊工藝及焊接接頭組織和性能研究[D]. 黨萍萍.西安科技大學(xué) 2014
[4]AZ31B/Cu異種材料焊接界面微觀結(jié)構(gòu)及元素?cái)U(kuò)散的研究[D]. 劉剛.西安科技大學(xué) 2013
[5]電場(chǎng)對(duì)AZ31B/Cu連接界面反應(yīng)和擴(kuò)散溶解層結(jié)構(gòu)的影響[D]. 王福明.太原理工大學(xué) 2012
[6]鎂銅異種金屬TIG焊接性的研究[D]. 王生希.大連理工大學(xué) 2006
本文編號(hào):3364656
【文章來源】:西安科技大學(xué)陜西省
【文章頁(yè)數(shù)】:65 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
鎂的結(jié)構(gòu)圖
圖 1.2 鎂合金在各種工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用Fig.1.2 Application of magnesium alloys on various industrial fields合金的焊接性金由于自身的物理化學(xué)性能,致使其焊接過程中易出現(xiàn)以下問題[17]晶粒粗化:鎂合金具有較低的熔點(diǎn),且其散熱性能較好,焊接過程粗化,接頭性能惡化。氧化與蒸發(fā):鎂極易與氧發(fā)生反應(yīng)生成高熔點(diǎn)的 MgO 薄膜,一方另一方面,易產(chǎn)生氧化物夾雜影響焊縫質(zhì)量。除此之外,鎂具有較℃,高溫時(shí)蒸汽壓很大,易揮發(fā)而導(dǎo)致出現(xiàn)蜂窩狀孔洞。熱裂紋:鎂及鎂合金線膨脹系數(shù)較大,受熱及冷卻時(shí)尺寸變化較大現(xiàn)熱應(yīng)力,接頭形成時(shí)易形成裂紋等缺陷。除此,鎂由于性質(zhì)活潑反應(yīng),生成的低熔點(diǎn)共晶常偏析于晶界,增強(qiáng)熱裂紋敏感性。銅合金概述
圖 1.3 攪拌摩擦焊示意圖Fig.1.3 Schematic of friction stir welding陳玉華等人[30]對(duì)銅/鎂異種金屬攪拌摩擦焊接頭板放置前進(jìn)側(cè),攪拌頭的轉(zhuǎn)速為1180r/min,焊接,內(nèi)部組織無焊接微觀缺陷。對(duì)接頭進(jìn)行XRD及硬形成了AlCuMg的硬脆金屬間化合物相,金屬間化現(xiàn)最大值,達(dá)210HV,與此同時(shí),硬脆相的出現(xiàn)致6MPa。過渡焊接接(Cold Metal Transfer,簡(jiǎn)稱CMT)是焊接領(lǐng)域的在以下方面,數(shù)字化協(xié)調(diào)控制焊絲的送給運(yùn)動(dòng)及熔制相互交替的高頻率的“熱-冷-熱”熔滴過渡過程濺。冷金屬過渡焊接由于一系列優(yōu)勢(shì)而被青睞,完g-Ti等異種金屬材料的焊接[31]。的景敏等人[32-33]采用CMT焊接技術(shù)對(duì)AZ31B鎂合
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
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[3]Mg/Cu共晶反應(yīng)釬焊微觀組織及力學(xué)特性分析[J]. 王懷建,白莉. 兵器材料科學(xué)與工程. 2013(01)
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[5]Mg/Cu異種材料共晶反應(yīng)釬焊連接研究[J]. 王懷建,袁苗達(dá),白莉. 熱加工工藝. 2012(17)
[6]AZ31鎂合金擴(kuò)散釬焊界面區(qū)域的組織結(jié)構(gòu)及性能[J]. 杜雙明,趙維濤,劉剛,郭偉. 熱加工工藝. 2012(01)
[7]攪拌摩擦焊的研究進(jìn)展與應(yīng)用[J]. 孫宜華,杜良. 新技術(shù)新工藝. 2011(06)
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[9]鋁合金/Cu/不銹鋼接觸反應(yīng)釬焊及中間層溶解行為(英文)[J]. 吳銘方,司乃潮,陳健. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2011(05)
[10]Al/Mg擴(kuò)散層的形成規(guī)律和機(jī)理[J]. 宋玉強(qiáng),李世春,耿相英. 焊接學(xué)報(bào). 2011(02)
碩士論文
[1]鎂—銅異質(zhì)金屬擴(kuò)散釬焊接頭的微觀結(jié)構(gòu)及性能研究[D]. 蘭天.西安科技大學(xué) 2015
[2]鋁基、鋅基釬料真空釬焊AZ31B鎂合金的研究[D]. 韓秉達(dá).西安科技大學(xué) 2015
[3]AZ31B/Cu擴(kuò)散釬焊工藝及焊接接頭組織和性能研究[D]. 黨萍萍.西安科技大學(xué) 2014
[4]AZ31B/Cu異種材料焊接界面微觀結(jié)構(gòu)及元素?cái)U(kuò)散的研究[D]. 劉剛.西安科技大學(xué) 2013
[5]電場(chǎng)對(duì)AZ31B/Cu連接界面反應(yīng)和擴(kuò)散溶解層結(jié)構(gòu)的影響[D]. 王福明.太原理工大學(xué) 2012
[6]鎂銅異種金屬TIG焊接性的研究[D]. 王生希.大連理工大學(xué) 2006
本文編號(hào):3364656
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