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[学位]

铝合金与不锈钢板激光焊接工艺及其对接头组织与性能影响的研究

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Author:

王丽 (王丽.)

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学位论文库

Abstract:

高速列车运行速度快,运输能力强,是我国铁路发展的重要趋势。铝合金具有轻质的特点,不锈钢具有较好的强度及耐蚀性,若将这两种材料制备成夹层板结构,便可以达到这种轻质化的要求。但是,这两种金属之间存在较大的差异,例如熔点、线膨胀系数、导热性和热容量等差异,以及焊接过程中产生的Al-Fe金属间化合物,从而使二者的连接存在一定的难度。激光焊接具有热输入集中的特点,特别适合薄板焊接,可以减少焊接变形。所以,本课题在研究过程中,就采用激光焊接这种方法来进行铝合金与不锈钢的连接,并采用在这两种金属之间加入Ni层的方法来减少焊接过程中Al-Fe金属间化合物的生成。本文通过研究激光焊接工艺,从而优化出合适的焊接工艺参数,并对得到的焊接接头的组织形貌、物质成分、元素分布、显微硬度以及剪切强度进行分析研究。通过研究发现,激光功率在1.5 kW~1.9 kW之间,焊接速率在1000 mm/min~1500 mm/min之间,线能量在85 J/mm以内时比较合适,可以得到质量较好的焊接接头。接头的显微组织由柱状晶和等轴晶组成,随着热输入量的增加,晶粒尺寸逐渐增加,并由柱状晶转变为等轴晶。在加有Ni层的焊接接头中,Ni层阻碍了焊缝上部Fe元素的向下扩散,以及Al元素的向上扩散,从而减少了焊缝中的Al-Fe金属间化合物的生成。接头显微硬度曲线是“马鞍”形状,在熔合线附近达到最大,组织形态及晶粒尺寸对接头显微硬度影响比较大。未完全熔透的接头的剪切强度最好,属于韧性断裂,完全熔透的接头缺陷较多,剪切强度较差,属于脆性断裂。

Keyword:

Al-Fe金属间化合物 Ni涂层 不锈钢 激光焊接 铝合金

Author Community:

  • [ 1 ] 西安交通大学材料科学与工程学院

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Basic Info :

Degree: 工程硕士

Mentor: 王豫跃

Year: 2012

Language: Chinese

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WoS CC Cited Count: 0

30 Days PV: 37

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