發(fā)布時(shí)間：2017-08-17 07:33

  本文關(guān)鍵詞：Zn作中間層的鎂鋁擴(kuò)散焊接研究

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【摘要】：鎂合金與鋁合金因其密度小、比強(qiáng)度和比剛度高、良好的機(jī)械加工性能和尺寸穩(wěn)定性、抗沖擊性能好等,現(xiàn)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于航空航天、電子通訊、軌道交通、汽車(chē)制造等領(lǐng)域。實(shí)現(xiàn)鎂合金和鋁合金的連接不僅可以充分發(fā)揮鎂合金、鋁合金各自的性能優(yōu)勢(shì),而且還能夠節(jié)約材料和降低結(jié)構(gòu)自重,拓展二者的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用范圍。本文以純鋅作為中間層對(duì)ZK60鎂合金和5083鋁合金進(jìn)行真空擴(kuò)散焊接,分別采用一次擴(kuò)散方法和二次擴(kuò)散方法兩種焊接方法實(shí)現(xiàn)了鎂合金與鋁合金的連接,研究焊接工藝參數(shù)(焊接溫度、焊接壓力、保溫時(shí)間)對(duì)接頭顯微組織和力學(xué)性能的影響。采用OM、SEM、EDS對(duì)焊接接頭界面區(qū)及其附近的顯微組織和元素分布進(jìn)行觀測(cè)和分析,并對(duì)接頭進(jìn)行剪切性能測(cè)試和顯微硬度測(cè)試,使用SEM和XRD對(duì)剪切斷口的形貌和物相進(jìn)行了分析。研究發(fā)現(xiàn),采用一次擴(kuò)散方法對(duì)ZK60鎂合金和5083鋁合金進(jìn)行真空擴(kuò)散焊時(shí),在接頭鎂側(cè)由于鎂鋅發(fā)生共晶反應(yīng)而生成大量的液相組織,并且這些液相組織會(huì)在焊接壓力的作用下被擠出,使得純鋅中間層失去了其阻隔鎂與鋁的作用,在接頭鋁側(cè)生成以層狀分布的Mg17A112,使接頭的性能變壞,接頭的剪切強(qiáng)度普遍不高,均在20MPa以下。采用二次擴(kuò)散焊方法對(duì)ZK60鎂合金和5083鋁合金進(jìn)行真空擴(kuò)散焊,通過(guò)調(diào)整焊接參數(shù),可以得到純鋅中間層完全阻隔鎂與鋁相互擴(kuò)散的焊接接頭,避免了鎂鋁系金屬間化合物的生成,但在接頭鎂側(cè)界面區(qū)生成了大量金屬間化合物MgZn2,使得接頭容易在該界面處發(fā)生斷裂,強(qiáng)度不高。此外,通過(guò)進(jìn)一步調(diào)整焊接參數(shù)也可以得到純鋅中間層完全消失,接頭界面區(qū)為鎂鋁鋅三元共存區(qū)的焊接接頭,經(jīng)分析此接頭界面區(qū)為Mg-Al-Zn化合物與鎂鋅共晶相混合,接頭的剪切強(qiáng)度達(dá)到了35.82MPa。
【關(guān)鍵詞】：鋅中間層 鎂合金 鋁合金 擴(kuò)散焊
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TG453.9
【目錄】：

• 摘要6-7
• abstract7-11
• 第1章 緒論11-26
• 1.1 課題選題背景及意義11-12
• 1.2 鎂與鋁異種金屬焊接性12-14
• 1.2.1 異種金屬材料焊接性分析12-13
• 1.2.2 鎂與鋁異種金屬的焊接性13-14
• 1.3 鎂合金與鋁合金異種金屬焊接技術(shù)研究現(xiàn)狀14-18
• 1.3.1 熔化焊研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3.2 摩擦焊研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3.3 釬焊研究現(xiàn)狀17-18
• 1.4 鎂合金與鋁合金擴(kuò)散焊焊接技術(shù)研究現(xiàn)狀18-25
• 1.4.1 擴(kuò)散焊技術(shù)概述18-20
• 1.4.2 鎂合金與鋁合金的直接擴(kuò)散焊20-22
• 1.4.3 加中間層的鎂合金與鋁合金擴(kuò)散焊22-25
• 1.5 本課題的研究目的及研究?jī)?nèi)容25-26
• 第2章 試驗(yàn)材料及試驗(yàn)方法26-32
• 2.1 試驗(yàn)材料26
• 2.2 擴(kuò)散焊設(shè)備26-28
• 2.3 試驗(yàn)工藝流程28-32
• 2.3.1 表面處理28-29
• 2.3.2 擴(kuò)散焊接29-30
• 2.3.3 接頭測(cè)試方法30-32
• 第3章 鋅作中間層的鎂鋁擴(kuò)散焊研究32-44
• 3.1 概述32
• 3.2 保溫時(shí)間對(duì)Mg/Zn/Al焊接接頭顯微結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的影響32-35
• 3.2.1 不同保溫時(shí)間下制備的Mg/Zn/Al焊接接頭顯微結(jié)構(gòu)32-34
• 3.2.2 不同保溫時(shí)間下制備的Mg/Zn/Al焊接接頭力學(xué)性能34-35
• 3.3 保壓12min下保溫時(shí)間對(duì)Mg/Zn/Al焊接接頭顯微結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的影響35-37
• 3.3.1 保壓12min不同保溫時(shí)間下制備的Mg/Zn/Al焊接接頭顯微結(jié)構(gòu)35-37
• 3.3.2 保壓12min不同保溫時(shí)間下制備的Mg/Zn/Al焊接接頭的力學(xué)性能37
• 3.4 焊接溫度對(duì)Mg/Zn/Al焊接接頭顯微結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的影響37-40
• 3.4.1 不同焊接溫度下制備Mg/Zn/Al焊接接頭的顯微結(jié)構(gòu)37-39
• 3.4.2 不同焊接溫度下制備Mg/Zn/Al焊接接頭的力學(xué)性能39-40
• 3.5 典型接頭分析40-43
• 3.6 小結(jié)43-44
• 第4章 鋅作中間層的鎂鋁二次擴(kuò)散焊研究44-66
• 4.1 概述44
• 4.2 第一焊接溫度對(duì)Mg/Zn/Al焊接接頭的顯微結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能的影響44-56
• 4.2.1 不同第一焊溫度下制備接頭的顯微結(jié)構(gòu)44-47
• 4.2.2 不同第一焊溫度下制備接頭的剪切性能分析47-48
• 4.2.3 不同第一焊溫度下制備接頭硬度分析48-49
• 4.2.4 典型接頭顯微組織和力學(xué)性能分析49-56
• 4.3 第二焊接溫度對(duì)Mg/Zn/Al焊接接頭的顯微結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能的影響56-65
• 4.3.1 不同第二焊溫度下制備接頭的顯微結(jié)構(gòu)和EDS分析56-58
• 4.3.2 不同第二焊溫度下制備接頭的剪切性能分析58-59
• 4.3.3 不同第二焊溫度下制備接頭硬度分析59-60
• 4.3.4 典型接頭顯微組織和力學(xué)性能分析60-65
• 4.4 小結(jié)65-66
• 結(jié)論66-67
• 致謝67-68
• 參考文獻(xiàn)68-74
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果74

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