在全球參與節(jié)能減排的大背景下,輕量化已然成為汽車尤其是新能源汽車發(fā)展的必然趨勢。鎂合金具有密度低、比強度高、阻尼減震性好等優(yōu)點,是常見的最輕的金屬結構材料;鋼強度高、塑韌性好、結構制造簡便,是目前應用最廣泛的金屬材料。將鎂合金與鋼結合形成異質金屬零部件是實現汽車輕量化的一個重要方向,而鎂合金與鋼的焊接仍是制約其設計及應用的關鍵。鎂合金/鋼連接作為不反應難固溶異質金屬連接的典型代表,如何促進兩者界面冶金反應、改善界面結構以及實現界面層與基體的匹配仍是國內外研究的焦點。本論文以AZ31B鎂合金/Q235鋼板材對接焊為研究對象,在高界面反應溫度下,采用激光誘導電弧耦合熱源,系統(tǒng)開展鎂合金/鋼直接對接熔化焊、填AZ61鎂合金焊絲對接熔化焊及添Ni夾層對接熔化焊接頭成形特征、界面層結構模型及界面強化機理研究。本文主要結論如下:（1）開展了鎂合金/鋼激光誘導電弧直接對接熔化焊工藝研究,研究了焊接參數、母材厚度對接頭成形及性能影響。實驗結果表明:本實驗條件下,當激光功率為110 W,電弧電流為40 A時,2.0 mm厚度鎂合金/0.8 mm厚度鋼接頭抗拉強度達186 MPa,達到鎂合金母材的73.8... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：179 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２鎂合金／鍍鋅鋼攪拌摩擦焊｜１Ｓ１??（ａ）示意圖；（ｂ）鎂合金與１．５?ｍｍ厚鋼板接頭橫截面；（ｃ）鎂合金與０．８?ｍｍ厚鋼板??

?大連理工大學博士學位論文???ｍｍｍ??ｍｉｉｉｒ．．．？ＷＷＨｍｍｍＦｎ??圖１．２鎂合金／鍍鋅鋼攪拌摩擦焊｜１Ｓ１??（ａ）示意圖；（ｂ）鎂合金與１．５?ｍｍ厚鋼板接頭橫截面；（ｃ）鎂合金與０．８?ｍｍ厚鋼板??接頭橫截面??Ｆｉｇ．?１．２?Ｍｇ?ａｌｌｏｙ／Ｚｎ?ｃｏａｔｅｄ?ｓｔｅｅｌ?ＦＳＷ?ｐｒｏｃｅｓｓ＊ｌｓ｜??（ａ）?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ；?（ｂ）?ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｍｇ?ａｌｌｏｙ／１．５?ｍｍ?ｓｔｅｅｌ?ｊｏｉｎｔ；?（ｃ）?ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎ?ｏｆ??Ｍｇ?ａｌｌｏｙ／０．８?ｍｍ?ｓｔｅｅｌ?ｊｏｉｎｔ??１０?－?Ｆｅ??５?．?ＡＪ－ｎｃｈ??ｉ?．?＇?二、、，?１??ｐｅ?２０?ｐｍ?〇?２０?４〇?ｇｏ?ｆｔ〇?１００??—Ｓｃａｎｒｎｇ?ｄｉｓｔａｎｃｅ??圖１．３鎂合金／鍍鋅鋼ＦＳＷ接頭１１９１??（ａ）鎂合金／鋼界面；（ｂ）圖ａ中線掃描結果??Ｆｉｇ．?１．３?Ｍｇ?ａｌｌｏｙ／Ｚｎ?ｃｏａｔｅｄ?ｓｔｅｅｌ?ＦＳＷ?ｊｏｉｎｔ１１，１??（ａ）?Ｍｇ?ａｌｌｏｙ／ｓｔｅｅｌ?ｉｎｔｅｒｆａｃｅ；?（ｂ）?ＥＤＳ?ａｎａｌｙｓｉｓ?ｒｅｓｕｌｔｓ?ａｌｏｎｇ?ｔｈｅ?ｓｃａｎｎｉｎｇ?ｌｉｎｅ?ｉｎ?（ａ）??鎂合金／鋼攪拌摩檫搭接焊過程中，通過優(yōu)化工藝參數，可獲得性能較好的鎂合金／??鋼焊接接頭。ＡＭ６０鎂合金／ＤＰ６００鍛鋅鋼采用攪拌摩擦點焊（Ｆｒｉｃｔｉｏｎ?ｓｔｉｒ?ｓｐｏｔ?ｗｅｌｄｉｎｇ，??簡稱ＦＳＳＷ）時，接頭可獲得２．９?ｋＮ的最大剪切強度［２ａｌ。ＡＺ３１Ｂ鎂合金／Ｑ２３５鍍鋅鋼??－

Ｎ的剪切強??度［１６］。采用無孔ＦＳＳＷ技術，ＡＺ３１Ｂ鎂合金／低碳鍍鋅鋼接頭最大剪切強度達８．７?ｋＮ［１７］，??ＡＺ３１Ｂ鎂合金／ＤＰ６００鍍鋅鋼接頭可分別得到８．７?ｋＮｐｌ］和１０．４?ｋＮ［１４］兩種不同強度。綜上??所述，影響鎂合金／鋼搭接接頭性能的因素主要有焊接工藝、鍍層種類以及搭接面積等。??近年來，國內外學者開始探索鎂合金／鋼攪拌摩擦對接焊方式的可行性。Ｋａｓａｉ等人??［２２］采用攪拌摩擦對接焊技術，分析鎂合金中鋁含量對鎂合金／鋼對接接頭力學性能的影??響。從圖１．４可以看出，最大抗拉強度出現在ＡＺ６１鎂合金／鋼對接接頭中，隨著鎂合金??中Ａ１含量的增加，接頭的抗拉強度逐漸增大，其鎂合金／鋼界面由Ｆｅ２Ａｌ５組成。因此，??鋁元素對鎂合金／鋼攪拌摩擦對接焊的結合起著關鍵作用［２３］。鎂合金／鋼異種金屬ＦＳＷ過??程中，其界面常見的化合物有：Ｆｅ４Ａｌ１３１２４］（底心單斜結構）、Ｆｅ３Ａｌ［１７’１９，２４—２６］（面心立??方結構）、Ｆｅ２Ａｌ５［２］（底心正交結構）和ＦｅＡｌ２［１６］（簡單三斜結構）等。??Ｒｏｔａｔｉｏｎ??????（＜１）?／?蟲，？＞?（ｂ）?＿－遷??ＮＤ?｜?Ｓｔｅｅｌ?臆邏＾Ｍａｇｎｅｓｉｕｍ?｜??Ｍ?＾?＾＞?Ｐｒｏｂｅ??乙￣＊－ＴＤ?Ｏｆｆｓｅｔ??Ｈ?３００??ｊ??（ｄ）?．５ｍｍ??卜?｜??ｒ。＿?＿?刪??－Ｉ??ｐ?（ｌＯＯＯｒｐｍ）?ｌｉ?穿勒??５°?＿?Ｉ?Ｉ??Ｔ?０Ｌｌ———?．１?一?＿■??ｔ?°??？＿Ｄ?＾?１?Ａｌｕｍｉｎｕｍ?Ｃｏｎｔｅｎｔ：?％??圖１．４鎂合金／鋼

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3518752