本文主要研究内容
作者夏鸿博（2019）在《铝/钢激光熔–钎焊的界面断裂行为及IMC层调控方法研究》一文中研究指出：本文采用汽车用DP590双相钢与6061-T6铝合金为母材,以AlSi12焊丝作为填充材料,利用激光熔-钎焊技术成功地实现了 2mm厚的铝/钢异种材料对接接头的连接。研究了铝/钢激光熔-钎焊的工艺特性,获得了工艺参数对焊缝成形、拉伸性能的影响规律,分析了 Al/Fe界面的断裂行为以及非均质分布的金属间化合物对接头性能的影响规律,确定了具有最高结合强度的IMC物相和厚度;通过对不同结构IMC生长规律与热场特征的分析,提出了双焦点激光的调控方法,实现了界面热场和IMC的双调控,获得了高强度的铝/钢接头。对于铝/钢异种材料激光熔-钎焊来说,熔化焊丝在钢侧的润湿铺展性能与焊缝成形对接头拉伸强度有重要影响。试验结果表明,钢侧开V型坡口、保留1.0mm焊接间隙及激光偏铝侧0.3mm有利于正反面均获得光滑、平整的焊缝成形,接头强度最高可达142MPa。此外,在同样焊缝形貌条件下,不同的热输入方式下得到的接头拉伸性能出现了较大差异,表明不同热输入引起的界面IMC结构变化对焊缝性能也产生较大影响。界面微观组织观察结果表明,沿界面厚度方向IMC的物相与厚度均呈现出显著的非均匀特性,钎焊界面上、中和下部的IMC分别为θ-Fe(Al,Si)3+τ5-Fe1.8Al72Si 相、θ-Fe(Al,Si)3+τ5-Fe1.8Al72Si相和单一的 τ5-Fe1.8Al7.2Si 相,其厚度分别为8.6μm、4.9μm和1.1μm。高功率下界面还会生成12μμm左右的η-Fe2(Al,Si)5+θ-Fe(Al,Si)3+τ5-Fe1.8Al72Si 相。Al/Fe 界面不同 IMC 呈现出不同的断裂行为。θ-Fe(Al,Si)3+τ5-Fe1.8Al7.2Si相结合界面处,接头沿着θ-Fe(Al,Si)3/钢界面断裂,而在下部薄层状τ5-Fe1.8Al7.2Si相结合界面处,接头沿着τ5-Fe1.8Al7.2Si/焊缝界面断裂。通过原位拉伸测试,发现当界面IMC为2-3μm厚度锯齿状的单一 τ5-Fe1.8Al7.2Si相时,界面具有最高的结合强度,较低界面应力、锯齿状形貌是其具有较高结合强度的主要原因,并确定其为界面IMC均质化调控的物相目标。分析了界面不同IMC的形成规律以及焊丝中Si元素在界面处的扩散机制。界面IMC形成主要是由其Gibbs自由能与形成温度共同决定,三种IMC的Gibbs自由能数值顺序为η-Fe2(Al,Si)5>τ5-Fe1.8Al72Si>θ-Fe(Al,Si)3,而生成这三种IMC 对应的峰值温度顺序为:η-Fe2(Al,Si)5>θ-Fe(Al,Si)3>τ5-Fe1.8Al72Si。建立了热力学模型计算Si元素的化学势,结果表明,Si元素在在界面IMC处的化学势更低,导致了 Si元素更加倾向界面IMC处扩散而造成偏聚,Si元素在界面的偏聚促成η-Fe2(Al,Si)5/钢界面处生成了长程有序的Fe3(Al,Si)。基于有限元方法模拟计算了焊接过程界面生成单一 τ5-Fe1.8Al7.2Si相所需要的热场特征,即强度最高的2-3μm厚单一的τ5-Fe1.8Al7.2Si相形成的温度在1000℃附近,高温停留时间应在1.64-2.63s。基于模拟结果的指导,采用双焦点热源模式,实现了界面热场与IMC均质性的调控,在界面整个厚度方向形成了 1.8-2.7μm厚的单一 τ5-Fe1.8Al7.2Si相,双焦点采用并行排布,能量比为5:5时,界面峰值温度保持在990-1036℃,高温停留时间为1.9-2.2s,获得的接头拉伸强度高达196MPa。
Abstract
ben wen cai yong qi che yong DP590shuang xiang gang yu 6061-T6lv ge jin wei mu cai ,yi AlSi12han si zuo wei tian chong cai liao ,li yong ji guang rong -qian han ji shu cheng gong de shi xian le 2mmhou de lv /gang yi chong cai liao dui jie jie tou de lian jie 。yan jiu le lv /gang ji guang rong -qian han de gong yi te xing ,huo de le gong yi can shu dui han feng cheng xing 、la shen xing neng de ying xiang gui lv ,fen xi le Al/Fejie mian de duan lie hang wei yi ji fei jun zhi fen bu de jin shu jian hua ge wu dui jie tou xing neng de ying xiang gui lv ,que ding le ju you zui gao jie ge jiang du de IMCwu xiang he hou du ;tong guo dui bu tong jie gou IMCsheng chang gui lv yu re chang te zheng de fen xi ,di chu le shuang jiao dian ji guang de diao kong fang fa ,shi xian le jie mian re chang he IMCde shuang diao kong ,huo de le gao jiang du de lv /gang jie tou 。dui yu lv /gang yi chong cai liao ji guang rong -qian han lai shui ,rong hua han si zai gang ce de run shi pu zhan xing neng yu han feng cheng xing dui jie tou la shen jiang du you chong yao ying xiang 。shi yan jie guo biao ming ,gang ce kai Vxing po kou 、bao liu 1.0mmhan jie jian xi ji ji guang pian lv ce 0.3mmyou li yu zheng fan mian jun huo de guang hua 、ping zheng de han feng cheng xing ,jie tou jiang du zui gao ke da 142MPa。ci wai ,zai tong yang han feng xing mao tiao jian xia ,bu tong de re shu ru fang shi xia de dao de jie tou la shen xing neng chu xian le jiao da cha yi ,biao ming bu tong re shu ru yin qi de jie mian IMCjie gou bian hua dui han feng xing neng ye chan sheng jiao da ying xiang 。jie mian wei guan zu zhi guan cha jie guo biao ming ,yan jie mian hou du fang xiang IMCde wu xiang yu hou du jun cheng xian chu xian zhe de fei jun yun te xing ,qian han jie mian shang 、zhong he xia bu de IMCfen bie wei θ-Fe(Al,Si)3+τ5-Fe1.8Al72Si xiang 、θ-Fe(Al,Si)3+τ5-Fe1.8Al72Sixiang he chan yi de τ5-Fe1.8Al7.2Si xiang ,ji hou du fen bie wei 8.6μm、4.9μmhe 1.1μm。gao gong lv xia jie mian hai hui sheng cheng 12μμmzuo you de η-Fe2(Al,Si)5+θ-Fe(Al,Si)3+τ5-Fe1.8Al72Si xiang 。Al/Fe jie mian bu tong IMC cheng xian chu bu tong de duan lie hang wei 。θ-Fe(Al,Si)3+τ5-Fe1.8Al7.2Sixiang jie ge jie mian chu ,jie tou yan zhao θ-Fe(Al,Si)3/gang jie mian duan lie ,er zai xia bu bao ceng zhuang τ5-Fe1.8Al7.2Sixiang jie ge jie mian chu ,jie tou yan zhao τ5-Fe1.8Al7.2Si/han feng jie mian duan lie 。tong guo yuan wei la shen ce shi ,fa xian dang jie mian IMCwei 2-3μmhou du ju chi zhuang de chan yi τ5-Fe1.8Al7.2Sixiang shi ,jie mian ju you zui gao de jie ge jiang du ,jiao di jie mian ying li 、ju chi zhuang xing mao shi ji ju you jiao gao jie ge jiang du de zhu yao yuan yin ,bing que ding ji wei jie mian IMCjun zhi hua diao kong de wu xiang mu biao 。fen xi le jie mian bu tong IMCde xing cheng gui lv yi ji han si zhong Siyuan su zai jie mian chu de kuo san ji zhi 。jie mian IMCxing cheng zhu yao shi you ji Gibbszi you neng yu xing cheng wen du gong tong jue ding ,san chong IMCde Gibbszi you neng shu zhi shun xu wei η-Fe2(Al,Si)5>τ5-Fe1.8Al72Si>θ-Fe(Al,Si)3,er sheng cheng zhe san chong IMC dui ying de feng zhi wen du shun xu wei :η-Fe2(Al,Si)5>θ-Fe(Al,Si)3>τ5-Fe1.8Al72Si。jian li le re li xue mo xing ji suan Siyuan su de hua xue shi ,jie guo biao ming ,Siyuan su zai zai jie mian IMCchu de hua xue shi geng di ,dao zhi le Siyuan su geng jia qing xiang jie mian IMCchu kuo san er zao cheng pian ju ,Siyuan su zai jie mian de pian ju cu cheng η-Fe2(Al,Si)5/gang jie mian chu sheng cheng le chang cheng you xu de Fe3(Al,Si)。ji yu you xian yuan fang fa mo ni ji suan le han jie guo cheng jie mian sheng cheng chan yi τ5-Fe1.8Al7.2Sixiang suo xu yao de re chang te zheng ,ji jiang du zui gao de 2-3μmhou chan yi de τ5-Fe1.8Al7.2Sixiang xing cheng de wen du zai 1000℃fu jin ,gao wen ting liu shi jian ying zai 1.64-2.63s。ji yu mo ni jie guo de zhi dao ,cai yong shuang jiao dian re yuan mo shi ,shi xian le jie mian re chang yu IMCjun zhi xing de diao kong ,zai jie mian zheng ge hou du fang xiang xing cheng le 1.8-2.7μmhou de chan yi τ5-Fe1.8Al7.2Sixiang ,shuang jiao dian cai yong bing hang pai bu ,neng liang bi wei 5:5shi ,jie mian feng zhi wen du bao chi zai 990-1036℃,gao wen ting liu shi jian wei 1.9-2.2s,huo de de jie tou la shen jiang du gao da 196MPa。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自哈尔滨工业大学的夏鸿博，发表于刊物哈尔滨工业大学2019-12-07论文，是一篇关于激光熔钎焊论文,钢对接接头论文,均质性论文,断裂行为论文,界面调控论文,哈尔滨工业大学2019-12-07论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自哈尔滨工业大学2019-12-07论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
标签：激光熔钎焊论文; 钢对接接头论文; 均质性论文; 断裂行为论文; 界面调控论文; 哈尔滨工业大学2019-12-07论文;