铝—钢爆炸复合接头组织与性能研究

论文摘要

金属爆炸焊接是介于金属物理学、爆炸物理学和焊接工艺学之间的一门边缘学科,爆炸焊接是用炸药作能源进行金属间焊接和生产金属复合材料的一种很有实用价值的高新技术。它的最大特点是在一瞬间能将相同的、不同的任意的金属组合,简单、迅速和强固地焊接在一起。它的最大用途是制造大面积的各种组合、各种形状、各种尺寸和各种用途的双金属及多金属复合材料。本设计采用A1050铝、Q235-A钢进行爆炸焊接,获得了成型良好的复合接头。然后对试样进行不同温度的热处理,以进行接头在车辆制造焊接（铝侧焊铝合金,钢侧焊钢）中的模拟热效应。借助拉伸、剪切及弯曲力学性能试验、热循环试验、金相组织观察、显微硬度及扫描电镜等试验,对试样进行组织与性能分析。得出如下:1、力学性能试验表明,铝-钢爆炸复合接头的拉伸、剪切及弯曲性能均能达到标准要求。2、铝-钢爆炸复合接头具有良好的抗热疲劳性能。3、显微硬度试验结果表明,爆炸复合界面出现了明显的硬化现象。4、随着热处理温度的提高,铝-钢界面原子的扩散增强,扩散区域增大。当温度超过550℃时,界面产生铝钢金属间化合物,其铝钢原子比为3:1,即FeAl3。

论文目录

• Abstract
• 摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 爆炸焊接技术的概述
• 1.2.1 爆炸焊接的基本原理
• 1.2.2 爆炸焊接结合区波的形成机理
• 1.2.3 结合区波形的形成过程图解
• 1.2.4 结合区波形成的意义
• 1.2.5 爆炸焊接的优缺点及工程应用
• 1.3 国内外爆炸焊接的发展及研究概况
• 1.3.1 爆炸焊接的理论研究现状
• 1.3.2 爆炸复合板的力学性能研究现状
• 1.4 爆炸焊接技术尚未完全解决的问题
• 1.5 本课题研究的主要内容和目的
• 1.5.1 本课题研究的背景
• 1.5.2 本课题研究的目的
• 1.6 铝-钢焊接的研究发展
• 1.7 铝-钢的焊接性
• 1.8 铝-钢爆炸焊接
• 本章小结
• 第二章 试验材料与试验方法
• 2.1 试验材料
• 2.2 爆炸焊接实验
• 2.2.1 炸药的选取
• 2.2.2 爆炸焊接的初始参数的确定
• 2.2.3 实验准备
• 2.2.4 实验装置
• 2.2.5 工艺安装
• 2.3 实验验方法
• 2.3.1 钢-铝爆炸复合板力学性能试验
• 2.3.2 试样热处理试验
• 2.3.3 复合板交界区组织分析
• 2.3.4 显微硬度试验
• 2.3.5 复合接头成分分析
• 本章小结
• 第三章 试验结果与分析
• 3.1 铝-钢爆炸复合接头性能分析
• 3.1.1 拉伸、剪切及弯曲性能
• 1) 拉伸实验结果
• 2) 剪切试验结果
• 3) 弯曲试验结果
• 3.1.2 热疲劳性能
• 3.2 界面分析
• 3.2.1 界面的复合状态
• 3.3 组织分析
• 3.3.1 试样宏观分析
• 3.3.2 试样微观分析
• 3.4 显微硬度分析
• 3.5 扫描电镜分析
• 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢