使用車身輕量化材料實現(xiàn)汽車減重必然涉及到雙相鋼和鎂合金之間的連接,但鋼、鎂熔沸點差異大,無法達到同時熔化,此外,Mg在Fe中不固溶,無法生成固溶體或金屬間化合物,因此實現(xiàn)雙相鋼與鎂合金焊接十分困難。為探索一種鋼/鎂異種金屬的連接方法,本文以車用1.4mm厚DP600雙相鋼和1.8mm厚AZ31鎂合金為研究對象,提出鋼上、鎂下搭接,鋼/鎂層間添加Sn箔的激光焊接工藝,采用臥式金相顯微鏡、帶EDS和EBSD探頭的掃描電鏡、XRD衍射儀、顯微硬度儀、微機控制電子萬能試驗機研究添加Sn箔的雙相鋼/鎂合金接頭的金相組織、界面元素分布、相分布和含量、晶粒大小以及力學(xué)性能,同時利用ANSYS有限元數(shù)值模擬和基于密度泛函理論的第一性原理計算方法,從能量傳遞和冶金學(xué)角度,探討添加Sn箔鋼/鎂焊接接頭的連接機理。研究結(jié)果期望為解決Fe和Mg的連接技術(shù)奠定理論基礎(chǔ),同時為鋼/鎂結(jié)構(gòu)件激光焊接的推廣應(yīng)用提供實驗依據(jù)。以獲得最佳焊縫表面形貌為目標(biāo),采用光纖激光器對添加Sn箔的雙相鋼/鎂合金激光搭接焊工藝進行優(yōu)化,發(fā)現(xiàn)當(dāng)激光功率P=1400W,焊接速度V=30mm/s,離焦量f=+2mm時,焊接成形性良好,分析焊... 

【文章來源】：湖南大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．３鎮(zhèn)合金與不同表面狀態(tài)鋼板接頭界面微觀形貌口ｏ－ｓｉｌ??ａ）讀合金巧渡巧鋼板；ｂ）鎮(zhèn)合金與普通鋼板??

接頭最大載荷、失效位置也有一定的規(guī)律，研究結(jié)果對讀／鋼異種金屬攪拌摩??擦焊工藝應(yīng)用有重要的指導(dǎo)意義。??圖１．３鎮(zhèn)合金與不同表面狀態(tài)鋼板接頭界面微觀形貌口ｏ－ｓｉｌ??ａ）讀合金巧渡巧鋼板；ｂ）鎮(zhèn)合金與普通鋼板??Ｓ．Ｊａｎｅ等人口２鳴及Ｃ．?Ｓｃｈｎｅｉｄｅｒ［２３］等人先后利用攬拌摩擦焊技術(shù)對鎮(zhèn)合金／鍛??鋒鋼進行焊接，同樣也發(fā)現(xiàn)鍛巧鋼板表面巧層的烙化促進了其與鎮(zhèn)的反應(yīng)，生成??低烙點的Ｍｇ－Ｚｎ合金層，如圖１．４，二者界面上產(chǎn)生了一定冶金結(jié)合，有利于提??高鎊／鋼接頭的力學(xué)性能。??識務(wù)談確歐這馴??墊繼鍵ＭｆｃＪｌ??圖１．４鋼／讀接頭界面上的Ｍｇ－Ｚｎ合金相口３Ｉ??近年來，在攬拌摩擦焊的基礎(chǔ)上迅速發(fā)展了攢拌摩擦點焊巧ＳＳＷ），它是由??民．Ｓａｋａｎｏ等人研究開發(fā)的一種創(chuàng)新的壓焊技術(shù)，其焊縫外觀與電阻點焊類似口４１，??較傳統(tǒng)的電阻點焊具有更優(yōu)異的性能，在焊接鎊、鉛等輕質(zhì)合金有廣泛的應(yīng)用前??景。Ｌｉｙａｎａｇｅ等人ＰＳ１研究了?ＡＭ６０鎮(zhèn)合金與鎮(zhèn)巧ＤＰ６００不誘鋼異種材料攢拌摩??擦點焊的措接結(jié)構(gòu)，拉伸接頭斷裂在焊縫摸／鋼的混合區(qū)域，利用ＳＥＭ對該區(qū)域??８??

進行分析發(fā)現(xiàn)，鎮(zhèn)／鋼異種材料之間并沒有形成金屬間化合物層。此外，鎮(zhèn)合金母??材與銀巧層在較低溫度下會形成（ａ－Ｍｇ）?＋?ＭｇＺｎ共晶相，而且這種組織的溶點低，??在攬拌摩擦點焊焊接過程中，會發(fā)生融化，從而萌生裂紋，圖１．５白色虛框位置??是接頭裂紋源的位置。這說明了鏈悴層不利于提高攬拌摩擦點焊的接頭性能，焊??前去除被鋒不誘鋼表面的鍛巧層有利于鎊／鋼的焊接。??Ｐ??圖１．５憤拌摩擦點焊鎮(zhèn)鋼接頭斷裂位置口Ｓ１??？?？Ｓｒ－??１．４．２電阻點焊?－??電阻點焊（ＲＳＷ）也是車身板材常用的一種焊接方式。Ｗａｔａｎａｂｅ等人ＰＷ采用電??阻點焊工藝，通過添加不同厚度的不誘鋼金應(yīng)層對鎊／鋼異種金屬之間的連接展開??實驗，研究了不同厚度的不誘鋼金屬層和電極頭幾何尺寸對點焊接頭性能的影響??規(guī)律。實驗結(jié)果表明：鎊／鋼之間在未添加不誘鋼金屬層時，接頭強度隨著焊接電??流的增加而增加，這是因為高溫下融化的基體讀合金在擠出時破碎了鎮(zhèn)／鋼界面的??氧化膜；適當(dāng)厚度的金屬層有助于接頭性能的提高，這是因為過厚的金屬中間層??會使鎮(zhèn)基體大量飛漉，從而降低接頭強度。采用平頭狀電極并附加鋼墊片可Ｗ減??少鎮(zhèn)基體一側(cè)電極插入深度

【參考文獻】：
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碩士論文
[1]激光膠接焊雙相鋼/鋁合金膠層焊接行為及作用機理研究[D]. 李寧寧.湖南大學(xué) 2015
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