鎂及鎂合金作為一種綠色金屬,可以降低能源的消耗,并且減少環(huán)境的污染;鈦及鈦合金,具有其它金屬無法比擬的優(yōu)點,有較高的比強(qiáng)度,較強(qiáng)的抗沖擊性,而且能在高溫和腐蝕環(huán)境下長期使用;銅及銅合金,不僅具有優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能,而且耐腐蝕性、塑性和延展性較好。將鎂分別與鈦、銅連接起來,綜合其優(yōu)良性能獲得高強(qiáng)度焊接接頭,將其應(yīng)用在高新技術(shù)領(lǐng)域中。超聲波焊接過程較穩(wěn)定、操作簡單、焊接速度快、成形較好,是一種理想的連接方法。本文對AZ31B鎂合金分別與TC4鈦合金和T2紫銅進(jìn)行超聲波焊接,研究了不同的焊接參數(shù)下接頭的界面成形、微觀組織和力學(xué)性能,另外基于物理接觸、化學(xué)激活、擴(kuò)散基本原理及塑性流動基本原理分析鎂/鈦（軟/硬金屬）與鎂/銅（軟/軟金屬）兩種體系接頭的成形機(jī)理。試驗結(jié)果表明:鎂/鈦超聲波焊接時,焊接能量與焊接振幅改變,其接頭形貌未見明顯變化,主要的成形特點為整體界面較平直,局部界面有較小起伏,沒有發(fā)現(xiàn)裂紋、未熔合等缺陷;焊接靜壓力為0.2MPa時的界面出現(xiàn)未焊合缺陷;三種焊接參數(shù)下的界面都沒有看到明顯的反應(yīng)層;隨著焊接能量的增大,鎂/鈦界面擴(kuò)散層的厚度逐漸增大,焊接能量為500J時,界面擴(kuò)散層... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：碩士

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Mg-Ti合金相圖

第1章緒論5MasayukiAonuma等[28-30]研究了鎂/鈦異種金屬的攪拌摩擦焊，研究發(fā)現(xiàn)：鎂合金中有一定量的鋁原子在界面處聚集，界面處形成了一層薄的反應(yīng)層，焊接接頭最大的抗拉強(qiáng)度為165MPa。圖1.2為FSW示意圖。圖1.2FSW示意圖Fig.1.2SchematicdiagramofFSW（3）擴(kuò)散焊熊江濤等[31]，研究了AZ31B和TC4合金以鋁為中間層的液相擴(kuò)散焊接，研究發(fā)現(xiàn)：焊接過程中，焊接時間不變時，溫度對焊接接頭的微觀結(jié)構(gòu)、焊接接頭新相形成、焊接接頭的抗拉強(qiáng)度有重要影響；保溫溫度對焊接接頭的性能影響也比較大。(4)TIGChuanXu等[32]研究了以鎂為填充料的鎢極惰性氣體（TIG）焊接－釬焊技術(shù)，以搭接方式將AZ31BMg合金與TC4合金連接起來。結(jié)果表明，在60-70A的焊接電流范圍內(nèi)可以獲得牢固的接頭。發(fā)現(xiàn)接頭界面可能由鎂/鈦擴(kuò)散反應(yīng)層和Mg17Al12析出相組成，這表明焊接過程接頭發(fā)生了冶金結(jié)合。接頭的平均拉伸剪切強(qiáng)度為190N/mm2，斷裂位置在鈦與熔合區(qū)界面層。（5）超聲波焊DaxinRen等[33]研究AZ31B和TC4合金超聲波焊接。研究表明，接頭強(qiáng)度隨能量輸入而增加。裂紋在鎂合金內(nèi)部產(chǎn)生，表明在焊接界面處具有很高的結(jié)合

吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文6強(qiáng)度。在鎂合金側(cè)的界面上發(fā)現(xiàn)了帶狀晶粒細(xì)化。界面溫度超過液化鎂合金的溫度范圍。從液相鎂合金中析出的鋁在鎂合金與鈦合金的超聲焊接中起橋接作用。DaxinRen等[34]對鎂/鈦異種合金進(jìn)行了超聲波焊接，研究了焊接參數(shù)對接頭強(qiáng)度的影響。采用方差分析來研究每個焊接參數(shù)的重量及其相互作用。結(jié)果表明，在鎂/鈦超聲波焊接中，夾緊力是最重要的因素，其次是焊接時間和振幅；焊接時間和振幅之間的相互作用，以及振幅和夾緊力之間的相互作用也會顯著影響強(qiáng)度。1.3鎂/銅異種金屬的焊接性及研究現(xiàn)狀由圖1.3和表1.2分析可知，鎂、銅焊接性能較差主要是因為：（1）鎂和銅的熔點、密度和熱導(dǎo)率有較大的差異，這樣在采用一般的熔焊方法時，會使得鎂側(cè)晶粒變大，而且會出現(xiàn)大量的焊接缺陷如裂紋、氣孔等，這會使得接頭的導(dǎo)電率和連接強(qiáng)度降低；（2）鎂和銅的晶格類型有較大的差異，而且鎂和銅之間的固溶度非常小，使得在固溶過程會有較多的金屬間化合物生成，從而會影響焊接接頭的性能；（3）焊接高溫作用下，鎂更容易被氧化，鎂表面會生成較致密的氧化膜MgO，而MgO比鎂要穩(wěn)定而且熔點也較高，很難去除[35-36]。圖1.3Mg-Cu合金相圖Fig.1.3Mg-Cualloyphasediagram表1.2鎂和銅的物理性能與化學(xué)性能對比

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3429908