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《粉末成分對(duì)鋁鋼異種金屬激光填粉焊接質(zhì)量的影響》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、分類(lèi)號(hào):UDC:密級(jí):可交流磚編號(hào):粉末成分對(duì)鋁/鋼異種金屬激光填粉焊接質(zhì)量的影響EFFECTOFPOWDERCOMPONENTSoNQUALITYOFLASERWELDINGALUMINUMTOSTEELWITHFILLERPWDER學(xué)位授予單位及代碼:量鲞堡王態(tài)堂!!Q!壘魚(yú)2學(xué)科專業(yè)名稱及代碼:扭拯魚(yú)』造叢基自麴絲!Q壘Q壟Q12指導(dǎo)教師:互堂論文起止時(shí)間:2Q!至:旦二呈Q!墨:!壘申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別:貯長(zhǎng)春理工大學(xué)碩士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明IIIIIHlUIHIJillIIIIIIIIIIIIY253
2、0386本人鄭重聲明:所呈交的碩士學(xué)位論文,《粉末成分對(duì)鋁/鋼異種金屬激光填粉焊接質(zhì)量的影響》是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下,獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外,本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體,均己在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。作者簽名:嚌匆桫器五of華年≥月≯o日長(zhǎng)春理工大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者及指導(dǎo)教師完全了解“長(zhǎng)春理工大學(xué)碩士、博士學(xué)位論文版權(quán)使用規(guī)定”,同意長(zhǎng)春理工
3、大學(xué)保留并向中國(guó)科學(xué)信息研究所、中國(guó)優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)和CNKI系列數(shù)據(jù)庫(kù)及其它國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交學(xué)位論文的復(fù)印件和電子版,允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)長(zhǎng)春理工大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索,也可采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編學(xué)位論文。作者簽名:蔓壹絲董:導(dǎo)師簽名:廬.磊,7山如l≯年≥月2-1,日印f≯年1月。。曰摘要鋁/鋼異種金屬?gòu)?fù)合結(jié)構(gòu)兼顧了前者質(zhì)量輕、耐腐蝕、易加工和后者強(qiáng)度高、塑性、韌性好等優(yōu)良性能,在現(xiàn)代制造業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。但兩種
4、材料在物理和化學(xué)性能上存在著巨大的差異,導(dǎo)致鋁/鋼熔焊存在諸多困難。與普通熱源相比,激光束具有極高的功率密度,作用面積小,焊后接頭的應(yīng)力、應(yīng)變小,是異種金屬焊接的理想方法之一。本文以激光深熔焊為原理采用預(yù)置粉末和添加夾層金屬的方式對(duì)鋁合金和鋼進(jìn)行對(duì)接焊試驗(yàn),試驗(yàn)中將激光束偏向鋼板一側(cè)。預(yù)置粉末成分為硅粉,硼粉,1%濃度的鋁基稀土粉末,夾層金屬為純銅箔。研究了主要工藝參數(shù)對(duì)鋁/鋼激光對(duì)接焊焊縫成型的影響。觀察不同粉末作用下的焊縫微觀組織,測(cè)試了主要元素的分布情況和界面反應(yīng)層的物相組成。討論了不同粉末對(duì)接
5、頭力學(xué)性能的影響,并分析了不同粉末成分控制界面反應(yīng)層生長(zhǎng)的作用。結(jié)果表明:硅元素能夠細(xì)化焊縫組織,增加熔池流動(dòng)性,界面處形成了Feo(A1,Si)13、Fe2(A1,Si)5、Fe3Si金屬間化合物。Fe3Si的形成抑制了層狀Fe2A15的生長(zhǎng),使接頭拉伸強(qiáng)度提高了84.4%。硼元素能夠細(xì)化熔化區(qū)組織,在界面反應(yīng)層中,B原子以間隙固溶的方式進(jìn)入到Fe2A15晶界內(nèi)電子密度稀薄的位置,使電荷分布更加均勻,位錯(cuò)可動(dòng)性提高,進(jìn)而增加了Fe2A15的塑性。同時(shí),B原子在Fe2A15晶界中的聚集,阻塞了Fe原子
6、向僅.A1中的擴(kuò)散通道,減少了Fe4All3的形成,并使殘余的針狀Fe4All3相趨于圓整,接頭強(qiáng)度提高了1.18倍。稀土鈰能與焊縫中的O,S原子結(jié)合形成Ce203,Ce202S和CeS細(xì)小的高熔點(diǎn)化合物并細(xì)化焊縫組織。稀土鈰由于極強(qiáng)的化學(xué)活潑性富集在層狀Fe2Als周?chē)璧KFe元素向Al焊縫內(nèi)擴(kuò)散,抑制了針狀Fe4AIl3化合物的形成。同時(shí),稀土鈰與Al元素形成的高熔點(diǎn)化合物充當(dāng)異質(zhì)形核劑使Fe2A15相得到細(xì)化,接頭強(qiáng)度提高了16.7%。添加銅箔夾層的焊縫中,銅箔形成了鋁、鋼間的過(guò)度橋梁,使對(duì)接
7、面處鋁/鋼物理性質(zhì)過(guò)度平緩,有效降低了界面處液態(tài)金屬的溫度梯度和熱傳遞速率。因此熔池的高溫停留時(shí)間延長(zhǎng),焊縫金屬熔化量增加。銅箔夾層改善了Fe、Al高溫流動(dòng)性,元素混合充分,避免了Fe元素在局部區(qū)域內(nèi)的過(guò)度聚集,抑制了粗大板條狀Fe4All3的產(chǎn)生。界面處Cu元素固溶于Fe2A15和Fe4Alj3中,并形成了CuAl2。關(guān)鍵詞:鋁/鋼;填粉焊接;粉末成分;金屬間化合物AbstractAluminum/steeldissimilarmetalcompositestructurehasbeenwidely
8、usedinmodemmanufacturingindustryforthecombinationofAluminum’Slightweight,corrosionresistance,easyprocessingandsteel’Shighstrength,excellentplasticity、toughness.Butthetwokindsofmaterialsexisthugedifferenceinthephysicalandchemicalp