發(fā)布時間：2017-07-14 01:19

  本文關(guān)鍵詞：基于電子束焊的異種金屬熔焊連接機理

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【摘要】：本文以鋁/銅和鋁/鋼兩組異種金屬為研究對象,研究了加"O"形掃描的異種金屬偏束真空電子束焊接的工藝和接頭形成機理。通過對兩類接頭的形貌、顯微組織、元素分布的研究及工藝參數(shù)對接頭性能的影響;并結(jié)合兩組接頭的形成特點提出了能形成金屬間化合物異種金屬電子束焊接接頭的形成機理。同時對電子束焊接性能較差的鋁/銅異種金屬進行了TIG填絲焊接獲得了高性能的焊接接頭。試驗結(jié)果表明:鋁/鋼和鋁/銅異種金屬的電子束掃描焊接接頭成形良好;接頭均可分為界面反應區(qū)和兩側(cè)金屬的熔化區(qū);其中界面反應區(qū)主要形成了金屬間化合物及共晶組織,而兩側(cè)的熔化區(qū)主要為固溶體組織和共晶組織。鋁/銅接頭界面反應區(qū)主要由Al2Cu及其與α(Al)形成的共晶組織組成;鋁/鋼接頭界面反應區(qū)主要由Fe3Al和Fe Al3金屬間化合物及FeAl3與α(Al)形成的共晶組織組成,且在熱輸入不同時其界面反應區(qū)形貌也不同。鋁/鋼和鋁/銅電子束焊接接頭的硬度分布與接頭的截面形貌存在直接的關(guān)系,界面反應區(qū)硬度最高,兩側(cè)金屬熔化區(qū)的硬度較小但比母材高,且其硬度值的變化也較大。鋁/銅接頭的抗拉強度最大為71.2MPa,接頭力學性能不高;而采用填絲TIG焊,當焊接電流100A,焊接速度62 mm/min,保護氣流量15L/min時,接頭的抗拉強度可達240.32Mpa。而鋁/鋼電子束焊接接頭性能良好,抗拉強度可達到112.6MPa,為鋁母材強度的87%,此時焊接工藝參數(shù)為:電子束偏向鋼側(cè)0.2mm,加速電壓為60KV,聚焦電流為580mA,掃描幅值為0.3mm,電子束流為40mA,焊接速度為1800mm/min。異種金屬電子束掃描焊接接頭形成機理為:在電子束作用下,兩側(cè)液態(tài)金屬會形成“雙側(cè)熔池”現(xiàn)象;此時兩種金屬不會相互充分混合,接頭形成過程中兩側(cè)金屬元素通過兩個熔池界面處的熔池相對流動和元素熱擴散來實現(xiàn)移動及擴散;而在兩熔池的接觸界面發(fā)生冶金反應形成金屬間化合物及共晶組織,同時也是接頭連接的關(guān)鍵。
【關(guān)鍵詞】：異種金屬 焊接工藝 電子束掃描焊接 TIG填絲焊 接頭形成機理
【學位授予單位】：南昌航空大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG456.3
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-21
• 1.1 課題研究目的及意義8-9
• 1.2 異種金屬焊接特性9-10
• 1.3 異種金屬焊接的國內(nèi)外研究近況10-20
• 1.3.1 異種金屬的電子束焊接10-14
• 1.3.1.1 可形成金屬間化合物類10-13
• 1.3.1.2 不形成金屬間化合物類13-14
• 1.3.2 異種金屬的其它焊接方法14-20
• 1.3.2.1 激光焊及其復合焊接14-17
• 1.3.2.2 電弧焊17-18
• 1.3.2.3 壓力焊18-19
• 1.3.2.4 釬焊19-20
• 1.4 本課題研究的主要內(nèi)容20-21
• 第2章 試驗條件與試驗方法21-27
• 2.1 試驗材料21-22
• 2.1.1 鋁/銅焊接21
• 2.1.2 鋁/鋼焊接21-22
• 2.2 試驗設備22-24
• 2.2.1 電子束焊接設備22-23
• 2.2.2 填絲TIG焊設備23
• 2.2.3 其它試驗設備23-24
• 2.3 試驗方法24-27
• 2.3.1 真空電子束焊24-26
• 2.3.2 填絲TIG焊26-27
• 第3章 鋁/銅異種金屬的焊接27-49
• 3.1 鋁/銅異種金屬電子束掃描焊接工藝27-42
• 3.1.1 顯微組織分析27-35
• 3.1.1.1 接頭顯微組織形貌27-31
• 3.1.1.2 接頭顯微組織物相分析31-35
• 3.1.2 焊縫成形和接頭力學性能分析35-42
• 3.1.2.1 電子束流對接頭性能和焊縫形貌的影響35-37
• 3.1.2.2 掃描幅值對接頭性能和焊縫形貌的影響37-39
• 3.1.2.3 焊接速度對接頭性能和焊縫形貌的影響39-40
• 3.1.2.4 接頭斷口分析40-41
• 3.1.2.5 接頭硬度測試41-42
• 3.2 鋁/銅異種金屬填絲TIG焊工藝42-47
• 3.2.1 參數(shù)設置與接頭力學性能分析42-43
• 3.2.2 顯微組織分析43-47
• 3.2.2.1 接頭顯微組織形貌分析43-45
• 3.2.2.2 接頭顯微組織物相分析45-47
• 3.3 本章小結(jié)47-49
• 第4章 鋁/鋼異種金屬電子束掃描焊接49-62
• 4.1 顯微組織分析49-56
• 4.1.1 接頭顯微組織形貌分析49-53
• 4.1.2 接頭顯微組織物相分析53-56
• 4.2 焊接參數(shù)與接頭力學性能的關(guān)系56-61
• 4.2.1 焊接參數(shù)的設置及焊縫形貌56-57
• 4.2.2 力學性能分析57-61
• 4.2.2.1 焊接參數(shù)對接頭抗拉強度的影響57-58
• 4.2.2.2 接頭斷口分析58-60
• 4.2.2.3 接頭硬度測試60-61
• 4.3 本章小結(jié)61-62
• 第5章 異種金屬電子束掃描焊接接頭形成機理62-70
• 5.1 接頭形成過程的物理模型62-66
• 5.2 接頭形成機理66-69
• 5.3 本章小結(jié)69-70
• 第6章 結(jié)論70-72
• 參考文獻72-77
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文77-78
• 致謝78-79

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1 郭鴻年;薛繼仁;劉書華;;鋼軌閃光焊接缺陷及其對接頭性能的影響[J];焊接技術(shù);1991年06期

2 趙勇;付娟;張培磊;嚴鏗;蔣成禹;;焊接方法對6061鋁合金接頭性能影響的研究[J];江蘇科技大學學報(自然科學版);2006年01期

3 鄒明國;;粘接接頭的耐久性及破壞機理[J];粘接;1982年06期

4 余寶海,成亞男;焊縫多次返修對接頭性能影響的試驗研究[J];壓力容器;1989年01期

5 潘慶春;陳志良;;聚脂網(wǎng)帶鋼扣接頭的研制與性能測試分析[J];集美大學學報(自然科學版);1993年02期

6 ;鋁銅接頭性能對比試驗[J];中小型電機技術(shù)情報;1977年04期

7 劉衛(wèi)紅,孫大謙,賈樹盛,邱小明,吳建紅;顆粒增強鋁基復合材料擴散連接研究進展[J];吉林工業(yè)大學學報(工學版);2002年03期

8 馮靜,王玉,陳中中;淺談用神經(jīng)網(wǎng)絡預測摩擦焊接頭性能[J];大眾科技;2005年08期

9 馬彩霞;巴路軍;劉小文;李文亞;藺成效;;摩擦擠壓焊接鋁-鋼接頭的組織與性能研究[J];西北工業(yè)大學學報;2012年06期

10 朱政強,陳立功,饒德林,倪純珍,盧立香,許立興;振動調(diào)制電渣焊工藝參數(shù)與接頭性能相關(guān)性[J];上海交通大學學報;2004年09期

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1 駱瑞雪;李爭顯;;微電阻脈沖釬焊鈦接頭性能的研究[A];第四屆中國功能材料及其應用學術(shù)會議論文集[C];2001年

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3 朱軍;Anke Pyzalla;J.Bruckner;;鋼鋁熔釬復合接頭的結(jié)構(gòu)分析[A];科技、工程與經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展——中國科協(xié)第五屆青年學術(shù)年會論文集[C];2004年

4 張雪健;莊曉瑩;朱合華;;盾構(gòu)隧道管片接頭三維數(shù)值模型邊界條件研究[A];第十三屆海峽兩岸隧道與地下工程學術(shù)及技術(shù)研討會論文集[C];2014年

5 吳圣川;余嘯;;激光-電弧復合焊7075-T6鋁合金接頭服役性能表征[A];第十六次全國焊接學術(shù)會議論文摘要集[C];2011年

6 回麗;王巖;王磊;周松;張瑩瑩;;鋁鋰合金攪拌摩擦焊接頭性能研究[A];第16屆全國疲勞與斷裂學術(shù)會議會議程序冊[C];2012年

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8 林國標;黃繼華;毛建英;李海剛;;SiC陶瓷連接的研究進展[A];第十一次全國焊接會議論文集（第1冊）[C];2005年

9 毛唯;何劍雄;葉雷;張學軍;陳波;;BNi82CrSiB釬料釬焊K403合金接頭的性能[A];第十一次全國焊接會議論文集（第1冊）[C];2005年

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1 涿州市建設局 王麗;貫徹《建筑法》 保障建筑安全[N];河北經(jīng)濟日報;2007年

2 ;MT-RJ接頭可以勝任千兆傳輸[N];計算機世界;2002年

3 Avaya Labs;LC與小型光連接器件(上)[N];計算機世界;2003年

4 龔婭;光纜如銅纜一樣方便[N];中國計算機報;2002年

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5 李行志;鈦合金電子束焊接接頭顯微組織及疲勞性能研究[D];華中科技大學;2012年

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7 羅忠兵;釬焊界面結(jié)構(gòu)形態(tài)及對其接頭剪切行為的影響[D];大連理工大學;2011年

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1 霍海龍;鋁合金中厚板等離子-MIG復合焊研究[D];西南交通大學;2015年

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7 張帆;鍍層對高強鋼光纖激光焊接過程及接頭性能的影響研究[D];上海交通大學;2015年

8 彭遲;基于電子束焊的異種金屬熔焊連接機理[D];南昌航空大學;2015年

9 付強;表面狀態(tài)對超彈性鈹青銅薄片微電阻點焊接頭性能的影響[D];南昌航空大學;2015年

10 王文;鋁合金攪拌摩擦焊接接頭應力腐蝕性能研究[D];西安建筑科技大學;2010年

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本文編號：539131