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铝钢异种金属螺柱熔钎焊工艺试验方法研究

作　者: 蒋勇
导　师: 王克鸿；张德库
学　校: 南京理工大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 铝钢异种金属 钢螺柱 高频感应钎焊 CMT
分类号: TG454
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


本文以Q235钢螺柱和6061铝合金板材为研究对象,分别采用高频感应熔钎焊和CMT熔钎焊的焊接方法进行了铝钢异种金属连接的探索性试验,得到了合理的焊接规范和良好性能的焊接接头,讨论了焊接工艺参数对焊缝成形、力学性能等的关系。结合对铝钢焊接性的讨论与分析,研究钢螺柱铝板钎焊焊接机理。高频感应熔钎焊时,采用Al-Si钎料。当感应焊接时间150s,感应电流为900A时,焊缝成形美观,能够得到良好的焊接接头,具有一定的力学性能；CMT熔钎焊时,采用热镀锌作为中间层。当焊接电流为210A,弧长修正率为10%时,能够得到良好的焊接接头。力学性能测试表明：通过高频感应熔钎焊技术、CMT熔钎焊技术对钢螺柱和铝板进行焊接。高频感应钎焊时得到的焊接接头的剪切强度达到65.32MPa；采用CMT钎焊技术得到的焊接接头的剪切强度最高达到76.34MPa。利用金相显微镜、SEM、EDAX手段对焊接接头显微组织进行观察和分析。结果表明,感应钎焊时,接头组织由金属间化合物Fe2Al5和FeAl3、Al-Si共晶相、α-A1固溶体三个区域组成。金属间化合物厚度为10μm左右,其厚度主要与Fe原子的扩散有关。随着焊接时间的增加或感应电流的加大,Fe的扩散就会越严重,形成的金属间化合物就会越厚；CMT钎焊时,在无镀锌钢螺柱与铝板焊接时,在铝钢结合处生成了厚度为20μm的金属间化合物,金属间化合物的主要成分为Fe2Al5和FeAl3;镀锌钢螺柱与铝板焊接时,由于Fe原子和Al原子的扩散作用,在镀锌层中间生成了少量的金属间化合物,对接头性能有一定的影响。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
1 绪论  10-24
  1.1 选题背景及意义  10-11
  1.2 国内外螺柱的焊接技术的发展现状  11-12
    1.2.1 国外螺柱的焊接技术的发展状况  11
    1.2.2 国内螺柱焊的接技术的发展状况  11-12
  1.3 铝钢异种金属焊接的研究现状与发展趋势  12-20
    1.3.1 钢与铝及铝合金的熔化焊  13-16
    1.3.2 钢与铝及铝合金的压焊  16-19
    1.3.3 钢与铝及铝合金的钎焊  19-20
  1.4 本论文的主要研究目的和内容  20-24
    1.4.1 研究目的  20-21
    1.4.2 研究内容  21-24
2 钢螺柱铝板钎焊试验材料、设备及方法  24-35
  2.1 试验材料  24-25
  2.2 试验设备  25-31
    2.2.1 高频感应钎焊焊接设备简介  25
    2.2.2 CMT钎焊焊接设备简介  25-31
  2.3 试验过程  31-35
3 铝钢螺柱高频感应钎焊焊接工艺试验  35-50
  3.1 高频感应钎焊的钎剂、钎料的设计  35-36
    3.1.1 钎剂和钎料的选择原则  35-36
    3.1.2 本试验选择的钎剂和钎料  36
  3.2 高频感应熔钎焊焊接规范参数的设计  36-38
  3.3 焊接工艺试验过程及焊缝外观对比  38-40
  3.4 感应钎焊工艺参数对组织性能的影响  40-48
    3.4.1 焊接规范参数对焊接接头的力学性能的影响  40-43
    3.4.2 焊接规范参数对焊接接头的显微组织的影响  43-45
    3.4.3 焊接规范参数对焊接接头缺陷的影响  45-48
  3.5 本章小结  48-50
4 铝钢螺柱CMT钎焊焊接工艺试验  50-69
  4.1 铝钢螺柱CMT钎焊基本参数的设计与分析  50-52
    4.1.1 CMT基本参数的设定  50-51
    4.1.2 试验方案的设计  51-52
  4.2 焊接过程及焊接外观对比  52-56
    4.2.1 焊接试验过程  52
    4.2.2 焊接规范参数对无镀锌钢螺柱与铝板焊缝外观成形的影响  52-54
    4.2.3 焊接规范参数对镀锌钢螺柱与铝板焊缝外观成形的影响  54-56
  4.3 CMT钎焊工艺试验  56-67
    4.3.1 焊接规范参数对焊接接头的力学性能的影响  56-60
    4.3.2 焊接规范参数对焊接接头的显微组织的影响  60-66
    4.3.3 焊接规范参数对焊接接头的缺陷影响  66-67
  4.4 本章小结  67-69
结论  69-71
致谢  71-72
参考文献  72-75

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 焊接、金属切割及金属粘接 > 焊接工艺 > 钎焊
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