發(fā)布時(shí)間：2024-11-26 21:32

　　銅和鋁在電氣電力,汽車和制冷暖通等行業(yè)中都能找到各種應(yīng)用,然而,銅的價(jià)格比鋁貴得多,因此,通過全部或部分用鋁替代銅部件,以降低成本,一直是相關(guān)行業(yè)研究與工程應(yīng)用的熱點(diǎn)之一。鋁與銅的同時(shí)應(yīng)用必然產(chǎn)生大量的銅鋁接頭,而通過研究鋁/銅異種材料的高效焊接方法,以獲得高質(zhì)量的銅/鋁連接接頭是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。攪拌摩擦焊作為一種新型固相焊技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)良好的異種金屬連接,搭接接頭形式能連接板厚不同的組合。鋁/銅異種金屬攪拌摩擦搭接焊工藝尚處于實(shí)驗(yàn)研究階段,對(duì)鋁/銅異種金屬搭接的溫度場研究報(bào)道還不多。研究攪拌摩擦焊溫度場對(duì)選擇焊接工藝參數(shù)具有指導(dǎo)意義。本研究以厚度為2mm的1060純鋁板和T2工業(yè)純銅板作為研究對(duì)象,進(jìn)行攪拌摩擦搭接焊,研究焊接參數(shù)對(duì)焊縫表面成形、焊縫截面宏觀形貌、力學(xué)性能的影響規(guī)律,探索銅/鋁接頭組織結(jié)構(gòu)特征和物相成分,同時(shí),通過熱電偶對(duì)溫度場進(jìn)行測量,結(jié)合數(shù)值模擬方法,深入研究銅鋁攪拌摩擦搭接焊的溫度場分布規(guī)律和產(chǎn)熱機(jī)理。通過合理設(shè)置攪拌頭旋轉(zhuǎn)速度和行進(jìn)速度等焊接參數(shù),獲得了焊縫表面成型質(zhì)量較好的鋁/銅搭接接頭。焊縫橫截面觀察發(fā)現(xiàn),焊核區(qū)內(nèi)組織晶粒細(xì)小而均勻;熱影響區(qū)的組織晶粒...

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 銅鋁異種材料的焊接性
    1.3 攪拌摩擦焊簡介
        1.3.1 攪拌摩擦焊基本原理
        1.3.2 攪拌摩擦焊應(yīng)用特點(diǎn)
    1.4 銅鋁搭接攪拌摩擦焊研究現(xiàn)狀
    1.5 攪拌摩擦焊溫度場研究現(xiàn)狀
        1.5.1 溫度場測量方法及熱源模型
        1.5.2 溫度場的數(shù)值模擬研究
    1.6 研究內(nèi)容及意義
第2章 實(shí)驗(yàn)材料、設(shè)備及方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
    2.2 焊接設(shè)備及過程
        2.2.1 攪拌摩擦焊設(shè)備及攪拌頭
        2.2.2 攪拌摩擦焊焊前準(zhǔn)備及焊接過程
    2.3 銅鋁FSW搭接接頭組織及成分分析
    2.4 銅鋁FSW搭接接頭性能測試
        2.4.1 力學(xué)性能
        2.4.2 焊縫顯微硬度測試
    2.5 銅鋁攪拌摩擦搭接焊溫度場研究
        2.5.1 銅鋁攪拌摩擦搭接焊溫度場測量
        2.5.2 數(shù)值模擬
第3章 銅鋁攪拌摩擦焊搭接接頭的表面成型與微觀特征
    3.1 工藝參數(shù)對(duì)焊縫表面成型的影響
        3.1.1 焊接速度對(duì)焊縫表面成形的影響
        3.1.2 攪拌頭旋轉(zhuǎn)速度對(duì)焊縫表面成形的影響
        3.1.3 攪拌頭軸肩大小對(duì)焊縫表面成形的影響
    3.2 銅鋁接頭宏觀形貌分析
        3.2.1 接頭宏觀形貌分析
        3.2.2 工藝參數(shù)對(duì)焊縫宏觀形貌的影響
    3.3 銅鋁搭接接頭微觀組織分析
        3.3.1 銅鋁金相組織分析
        3.3.2 銅鋁界面成分分析
        3.3.3 銅鋁搭接接頭物相分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 銅鋁攪拌摩擦焊搭接接頭力學(xué)性能
    4.1 工藝參數(shù)對(duì)搭接接頭顯微硬度的影響
        4.1.1 搭接接頭顯微硬度的整體趨勢
        4.1.2 搭接接頭顯微硬度的各層特性
    4.2 工藝參數(shù)對(duì)搭接接頭拉剪性能的影響
        4.2.1 攪拌頭旋轉(zhuǎn)速度和焊接速度對(duì)銅鋁接頭拉剪性能的影響
        4.2.2 不同軸肩大小對(duì)焊接接頭拉剪性能影響
        4.2.3 鋁的不同固定位置對(duì)焊接接頭拉剪性能影響
    4.3 斷口的形貌分析
        4.3.1 斷口宏觀形貌分析
        4.3.2 斷口微觀形貌分析
        4.3.3 最佳焊接參數(shù)
    4.4 本章小結(jié)
第5章 銅鋁攪拌摩擦焊溫度場研究
    5.1 溫度場的測量
        5.1.1 特征點(diǎn)的布置方案
        5.1.2 溫度場測量結(jié)果與分析
    5.2 攪拌摩擦搭接溫度場的數(shù)值模擬
        5.2.1 有限元數(shù)值模擬簡介
        5.2.2 建立模型的基礎(chǔ)理論
        5.2.3 攪拌工具的熱輸入模型
        5.2.4 數(shù)值模擬過程
    5.3 模擬結(jié)果
    5.4 攪拌摩擦搭接產(chǎn)熱機(jī)理探索
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄
致謝



本文編號(hào)：4012615