Cu/Al異種金屬超聲波焊接接頭組織與力學(xué)性能
發(fā)布時(shí)間:2022-04-23 19:24
在我國(guó)“一帶一路”戰(zhàn)略實(shí)施和亞洲基礎(chǔ)設(shè)施投資銀行建立的背景下,基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的浪潮在全球范圍內(nèi)被掀起,銅制產(chǎn)品的需求大幅增加。而我國(guó)銅資源短缺,對(duì)外依存度高,Cu/Al復(fù)合結(jié)構(gòu)是解決我國(guó)銅資源短缺的重要途徑,隨之而來(lái)的Cu/Al異種金屬的連接成為亟待解決的技術(shù)難題。由于銅和鋁合金在物理、化學(xué)性質(zhì)方面有著較大的差異,采用傳統(tǒng)的焊接方法實(shí)現(xiàn)Cu/Al異種金屬的高質(zhì)量連接較為困難。超聲波焊接具有金屬間化合物生成量小、安全高效等優(yōu)點(diǎn),是Cu/Al異種金屬連接的理想選擇。本文對(duì)T2銅/6082-T6鋁合金進(jìn)行了超聲波焊接,研究了焊接參數(shù)對(duì)Cu/Al異種金屬搭接接頭界面成形、微觀組織及力學(xué)性能的影響。同時(shí),由于超聲波焊接具有金屬間化合物生成量少的優(yōu)點(diǎn),而異種金屬接頭的強(qiáng)度與界面化合物層寬度有很大關(guān)系。因此,試驗(yàn)采用焊后熱處理改善接頭的力學(xué)性能,探究了不同熱處理溫度對(duì)接頭微觀組織與力學(xué)性能的影響。此外,試驗(yàn)還采用電火花、Zn-15Al-4Sn-2Mg-1Bi合金及Zn-5Sn-3Cu-1Bi合金對(duì)工件表面進(jìn)行改性處理,研究了不同表面處理方式對(duì)接頭界面成形、微觀組織及力學(xué)性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明:超聲波...
【文章頁(yè)數(shù)】:107 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.2 Cu/Al異種金屬的焊接性特點(diǎn)
1.3 Cu/Al異種金屬連接的研究進(jìn)展
1.3.1 激光焊
1.3.2 TIG焊
1.3.3 攪拌摩擦焊
1.3.4 釬焊
1.3.5 超聲波焊接
1.4 超聲波焊接主要影響因素
1.4.1 焊接能量
1.4.2 振幅
1.4.3 焊接靜壓力
1.4.4 中間層
1.5 課題主要研究?jī)?nèi)容
第2章 試驗(yàn)材料、設(shè)備及方法
2.1 試驗(yàn)材料
2.2 試驗(yàn)設(shè)備及方法
2.2.1 超聲波焊接設(shè)備
2.2.2 工件的表面預(yù)處理及焊接
2.2.3 熱循環(huán)曲線測(cè)試
2.2.4 焊后熱處理
2.2.5 表面改性
2.2.6 接頭的界面成形及組織分析
2.2.7 接頭力學(xué)性能測(cè)試
第3章 焊接參數(shù)對(duì)接頭界面成形、組織及力學(xué)性能的影響
3.1 焊接能量
3.1.1 焊接能量對(duì)熱循環(huán)的影響
3.1.2 焊接能量對(duì)接頭界面成形的影響
3.1.3 焊接能量對(duì)接頭微觀組織的影響
3.1.4 焊接能量對(duì)晶粒尺寸及形貌的影響
3.1.5 焊接能量對(duì)接頭剪切性能的影響
3.1.6 焊接能量對(duì)接頭顯微硬度的影響
3.2 振幅
3.2.1 振幅對(duì)熱循環(huán)的影響
3.2.2 振幅對(duì)接頭界面成形的影響
3.2.3 振幅對(duì)接頭剪切性能的影響
3.3 焊接靜壓力
3.3.1 焊接靜壓力對(duì)熱循環(huán)的影響
3.3.2 焊接靜壓力對(duì)接頭界面成形的影響
3.3.3 焊接靜壓力對(duì)接頭剪切性能的影響
3.4 本章小結(jié)
第4章 焊后熱處理對(duì)接頭組織與力學(xué)性能的影響
4.1 熱處理溫度對(duì)接頭界面成形及微觀組織的影響
4.2 熱處理對(duì)接頭晶粒尺寸及形貌的影響
4.3 熱處理溫度對(duì)接頭力學(xué)性能的影響
4.3.1 熱處理溫度對(duì)接頭剪切性能的影響
4.3.2 熱處理溫度對(duì)接頭顯微硬度的影響
4.4 斷口分析
4.5 本章小結(jié)
第5章 表面改性對(duì)接頭組織與力學(xué)性能的影響
5.1 電火花表面改性
5.1.1 電火花表面改性對(duì)界面成形及微觀組織的影響
5.1.2 電火花表面改性對(duì)接頭力學(xué)性能的影響
5.1.3 電火花表面改性后接頭斷口分析
5.2 Zn-15Al-4Sn-2Mg-1Bi合金表面改性
5.2.1 ZASMB合金表面改性
5.2.2 ZASMB合金表面改性對(duì)接頭界面組織的影響
5.2.3 ZASMB合金表面改性對(duì)力學(xué)性能的影響
5.2.4 ZASMB合金表面改性后接頭斷口分析
5.3 Zn-5Sn-3Cu-1Bi合金表面改性
5.3.1 ZSCB合金表面改性
5.3.2 ZSCB合金表面改性對(duì)接頭界面組織的影響
5.3.3 ZSCB合金表面改性對(duì)接頭力學(xué)性能的影響
5.3.4 ZSCB合金表面改性后接頭斷口分析
5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的科研及其它成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]中國(guó)銅資源產(chǎn)業(yè)形勢(shì)分析及發(fā)展對(duì)策建議[J]. 田尤,楊為民,申俊峰,曾祥婷. 資源再生. 2015(10)
[2]鋁/銅異種材料填絲鎢極氬弧焊對(duì)接接頭的組織和性能[J]. 彭遲,程?hào)|海,陳益平,胡德安. 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2015(04)
[3]2A12與2A11鋁合金超聲波焊接工藝與組織研究[J]. 謝俊峰,朱有利,黃元林,白昶. 材料工程. 2015(03)
[4]Zn-Al釬料成分對(duì)Cu/Zn-Al/Al釬焊接頭界面結(jié)構(gòu)及性能的影響[J]. 羊浩,黃繼華,陳樹(shù)海,趙興科,王奇,李德華. 金屬學(xué)報(bào). 2015(03)
[5]超聲波輔助釬焊銅/鋁異種金屬接頭界面組織性能及強(qiáng)化機(jī)制[J]. 張匯文,崔煒,閆久春. 焊接學(xué)報(bào). 2015(01)
[6]焊接能量對(duì)鋁/銅超聲波焊接接頭顯微組織的影響[J]. 李東,趙楊洋,張延松. 焊接學(xué)報(bào). 2014(02)
[7]銅鋁異種金屬釬焊工藝研究[J]. 杜隆純,宋芳芳,衛(wèi)國(guó)強(qiáng),金亮. 焊接技術(shù). 2014(01)
[8]全球銅礦資源格局分析[J]. 王威,李以科,封寧. 資源與產(chǎn)業(yè). 2013(05)
[9]鋁合金表面電火花沉積層組織與性能[J]. 郭鋒,蘇勛家,李平,侯根良. 焊接學(xué)報(bào). 2012(04)
[10]鋁/銅高頻感應(yīng)接觸反應(yīng)釬焊[J]. 張洪濤,劉多,馮吉才,胡樂(lè)亮. 焊接學(xué)報(bào). 2012(03)
博士論文
[1]細(xì)化處理Zn-Sn-Cu-Bi高溫軟釬料及其界面組織與性能研究[D]. 邢飛.吉林大學(xué) 2016
[2]超聲波輔助Cu/Al液相釬焊接頭冶金連接機(jī)制及性能研究[D]. 肖勇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
碩士論文
[1]5754-H32鋁合金激光焊接接頭組織與性能研究[D]. 張志強(qiáng).吉林大學(xué) 2016
[2]鋁/銅異種金屬攪拌摩擦焊接頭組織及性能研究[D]. 張秋征.長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué) 2015
[3]銅/鋁感應(yīng)釬焊接頭的界面行為及耐腐蝕性能研究[D]. 馮立臣.哈爾濱理工大學(xué) 2015
[4]鋁/銅異種金屬TIG熔釬焊工藝及機(jī)理研究[D]. 謝宇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[5]銅鋁套管擠壓電阻焊接頭微觀結(jié)構(gòu)分析及其性能研究[D]. 陳德娟.中國(guó)海洋大學(xué) 2014
[6]銅—鋁異種金屬激光焊接研究[D]. 左迪.天津大學(xué) 2014
[7]鋁合金/黃銅異種金屬TIG熔釬焊溫度場(chǎng)和流場(chǎng)的數(shù)值模擬[D]. 張旭超.大連理工大學(xué) 2013
[8]層疊式鋰電池制造中金屬極片的超聲波焊接工藝優(yōu)化方法[D]. 李東.上海交通大學(xué) 2013
[9]Zn基中溫釬料的研究[D]. 馬菲.吉林大學(xué) 2012
[10]鋁/銅異種材料攪拌摩擦焊接頭耐腐蝕性能研究[D]. 王成國(guó).南京航空航天大學(xué) 2012
本文編號(hào):3647831
【文章頁(yè)數(shù)】:107 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.2 Cu/Al異種金屬的焊接性特點(diǎn)
1.3 Cu/Al異種金屬連接的研究進(jìn)展
1.3.1 激光焊
1.3.2 TIG焊
1.3.3 攪拌摩擦焊
1.3.4 釬焊
1.3.5 超聲波焊接
1.4 超聲波焊接主要影響因素
1.4.1 焊接能量
1.4.2 振幅
1.4.3 焊接靜壓力
1.4.4 中間層
1.5 課題主要研究?jī)?nèi)容
第2章 試驗(yàn)材料、設(shè)備及方法
2.1 試驗(yàn)材料
2.2 試驗(yàn)設(shè)備及方法
2.2.1 超聲波焊接設(shè)備
2.2.2 工件的表面預(yù)處理及焊接
2.2.3 熱循環(huán)曲線測(cè)試
2.2.4 焊后熱處理
2.2.5 表面改性
2.2.6 接頭的界面成形及組織分析
2.2.7 接頭力學(xué)性能測(cè)試
第3章 焊接參數(shù)對(duì)接頭界面成形、組織及力學(xué)性能的影響
3.1 焊接能量
3.1.1 焊接能量對(duì)熱循環(huán)的影響
3.1.2 焊接能量對(duì)接頭界面成形的影響
3.1.3 焊接能量對(duì)接頭微觀組織的影響
3.1.4 焊接能量對(duì)晶粒尺寸及形貌的影響
3.1.5 焊接能量對(duì)接頭剪切性能的影響
3.1.6 焊接能量對(duì)接頭顯微硬度的影響
3.2 振幅
3.2.1 振幅對(duì)熱循環(huán)的影響
3.2.2 振幅對(duì)接頭界面成形的影響
3.2.3 振幅對(duì)接頭剪切性能的影響
3.3 焊接靜壓力
3.3.1 焊接靜壓力對(duì)熱循環(huán)的影響
3.3.2 焊接靜壓力對(duì)接頭界面成形的影響
3.3.3 焊接靜壓力對(duì)接頭剪切性能的影響
3.4 本章小結(jié)
第4章 焊后熱處理對(duì)接頭組織與力學(xué)性能的影響
4.1 熱處理溫度對(duì)接頭界面成形及微觀組織的影響
4.2 熱處理對(duì)接頭晶粒尺寸及形貌的影響
4.3 熱處理溫度對(duì)接頭力學(xué)性能的影響
4.3.1 熱處理溫度對(duì)接頭剪切性能的影響
4.3.2 熱處理溫度對(duì)接頭顯微硬度的影響
4.4 斷口分析
4.5 本章小結(jié)
第5章 表面改性對(duì)接頭組織與力學(xué)性能的影響
5.1 電火花表面改性
5.1.1 電火花表面改性對(duì)界面成形及微觀組織的影響
5.1.2 電火花表面改性對(duì)接頭力學(xué)性能的影響
5.1.3 電火花表面改性后接頭斷口分析
5.2 Zn-15Al-4Sn-2Mg-1Bi合金表面改性
5.2.1 ZASMB合金表面改性
5.2.2 ZASMB合金表面改性對(duì)接頭界面組織的影響
5.2.3 ZASMB合金表面改性對(duì)力學(xué)性能的影響
5.2.4 ZASMB合金表面改性后接頭斷口分析
5.3 Zn-5Sn-3Cu-1Bi合金表面改性
5.3.1 ZSCB合金表面改性
5.3.2 ZSCB合金表面改性對(duì)接頭界面組織的影響
5.3.3 ZSCB合金表面改性對(duì)接頭力學(xué)性能的影響
5.3.4 ZSCB合金表面改性后接頭斷口分析
5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的科研及其它成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]中國(guó)銅資源產(chǎn)業(yè)形勢(shì)分析及發(fā)展對(duì)策建議[J]. 田尤,楊為民,申俊峰,曾祥婷. 資源再生. 2015(10)
[2]鋁/銅異種材料填絲鎢極氬弧焊對(duì)接接頭的組織和性能[J]. 彭遲,程?hào)|海,陳益平,胡德安. 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2015(04)
[3]2A12與2A11鋁合金超聲波焊接工藝與組織研究[J]. 謝俊峰,朱有利,黃元林,白昶. 材料工程. 2015(03)
[4]Zn-Al釬料成分對(duì)Cu/Zn-Al/Al釬焊接頭界面結(jié)構(gòu)及性能的影響[J]. 羊浩,黃繼華,陳樹(shù)海,趙興科,王奇,李德華. 金屬學(xué)報(bào). 2015(03)
[5]超聲波輔助釬焊銅/鋁異種金屬接頭界面組織性能及強(qiáng)化機(jī)制[J]. 張匯文,崔煒,閆久春. 焊接學(xué)報(bào). 2015(01)
[6]焊接能量對(duì)鋁/銅超聲波焊接接頭顯微組織的影響[J]. 李東,趙楊洋,張延松. 焊接學(xué)報(bào). 2014(02)
[7]銅鋁異種金屬釬焊工藝研究[J]. 杜隆純,宋芳芳,衛(wèi)國(guó)強(qiáng),金亮. 焊接技術(shù). 2014(01)
[8]全球銅礦資源格局分析[J]. 王威,李以科,封寧. 資源與產(chǎn)業(yè). 2013(05)
[9]鋁合金表面電火花沉積層組織與性能[J]. 郭鋒,蘇勛家,李平,侯根良. 焊接學(xué)報(bào). 2012(04)
[10]鋁/銅高頻感應(yīng)接觸反應(yīng)釬焊[J]. 張洪濤,劉多,馮吉才,胡樂(lè)亮. 焊接學(xué)報(bào). 2012(03)
博士論文
[1]細(xì)化處理Zn-Sn-Cu-Bi高溫軟釬料及其界面組織與性能研究[D]. 邢飛.吉林大學(xué) 2016
[2]超聲波輔助Cu/Al液相釬焊接頭冶金連接機(jī)制及性能研究[D]. 肖勇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
碩士論文
[1]5754-H32鋁合金激光焊接接頭組織與性能研究[D]. 張志強(qiáng).吉林大學(xué) 2016
[2]鋁/銅異種金屬攪拌摩擦焊接頭組織及性能研究[D]. 張秋征.長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué) 2015
[3]銅/鋁感應(yīng)釬焊接頭的界面行為及耐腐蝕性能研究[D]. 馮立臣.哈爾濱理工大學(xué) 2015
[4]鋁/銅異種金屬TIG熔釬焊工藝及機(jī)理研究[D]. 謝宇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[5]銅鋁套管擠壓電阻焊接頭微觀結(jié)構(gòu)分析及其性能研究[D]. 陳德娟.中國(guó)海洋大學(xué) 2014
[6]銅—鋁異種金屬激光焊接研究[D]. 左迪.天津大學(xué) 2014
[7]鋁合金/黃銅異種金屬TIG熔釬焊溫度場(chǎng)和流場(chǎng)的數(shù)值模擬[D]. 張旭超.大連理工大學(xué) 2013
[8]層疊式鋰電池制造中金屬極片的超聲波焊接工藝優(yōu)化方法[D]. 李東.上海交通大學(xué) 2013
[9]Zn基中溫釬料的研究[D]. 馬菲.吉林大學(xué) 2012
[10]鋁/銅異種材料攪拌摩擦焊接頭耐腐蝕性能研究[D]. 王成國(guó).南京航空航天大學(xué) 2012
本文編號(hào):3647831
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