| 题名 | 钛/钢阻焊接头专用复合过渡金属片的研制 |
| 作者 | 乔永丰 |
| 答辩日期 | 2019 |
| 导师 | 张鹏贤 |
| 关键词 | 钛/钢电阻焊 粉末压制成形技术 复合金属片 力学性能 微观组织 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 钛合金与不锈钢焊接时容易反应生成Ti-Fe系脆性金属间化合物,导致接头容易发生脆性断裂。中间过渡层的介入能有效降低接头脆性、提升接头力学性能,以往所使用的中间过渡层受制于结构、组分单一的缺点,导致中间过渡层很难同时满足两侧母材的反应需求,形成良好的冶金结合。针对这一问题,本文研制了一种适用于钛合金与不锈钢电阻焊的,多层结构、多元组分制成的复合过渡金属片。本文主要开展了以下研究工作:（1）针对钛合金与不锈钢连接存在的困难,设计了一种适用于钛/钢连接的复合过渡金属片。金属片由三层结构组成,近钛合金侧吸附层为V、Mo混合粉末,钎料层为银铜锌三元合金钎料,近不锈钢侧吸附层为Cr、Mo混合粉末。利用吸附层吸附、捕获母材表面扩散过来的原子,与热力作用下从吸附层中解离的原子发生冶金结合,从而形成特定固溶组织和化合物组织的反应区。钎料层作为第二道防线,能较好地阻挡Ti、Fe元素的直接化合,进一步为母材原子冶金反应物提供生了长空间。（2）根据金属片结构及组分的特点,确定了合适的制备方法,研制了一套由粉末压制模具、铺粉装置、加压机构三部分组成的制备装置。将粉末压制模具的阴模及下模冲组合后放置于铺粉装置的挡粉板下方,待铺粉装置完成粉末的铺洒与钎料片的放置后插入下模冲,整体移至加圧机构下完成金属片的制备。探索了压制压力对混合粉末密度及厚度的影响规律,通过控制粉末量和压制压力可制备出一定厚度及密度的金属片。（3）在不锈钢侧、金属片四周贴敷防氧化密封作用的高温硅胶片,保证金属片与硅胶片之间预留合理的间隙。不锈钢在下,钛合金在上,夹持在上下电极头之间实现了钛/钢搭接接头的阻焊工艺。通过改变单一因素,探究了焊接工艺参数对接头力学性能的影响。结果表明,焊接电流、焊接时间、电极压力对接头力学性能的影响均呈正态分布。正交试验结果表明,只有在三个工艺参数匹配合理的条件下,才可以获得抗剪切强度较高的接头。（4）探究了金属片吸附层组分、组分配比、吸附层介入位置对接头组织与性能的影响。结果表明,当吸附层组分由V、Cr单质粉末更换为V、Mo、Cr混合粉末时,接头力学性能显著提升,接头由原来粗大的块状组织变为均匀细小的颗粒状组织,接头组织与性能得到明显改善。当吸附层组分中Mo含量配比发生变化时,接头组织与性能也随之发生变化。在吸附层中Mo含量为10%时,接头具有最好的力学性能,此时对应的接头组织颗粒最为细小,表明Mo的晶粒细化效果在含量为10%时最显著。当金属片双侧均有吸附层介入时,接头力学性能最好,对应的接头组织中Ti-Fe系脆性金属间化合物含量最少。（5）探究了复合金属片密度、吸附层厚度对接头组织与性能的影响规律。结果表明,不同密度、厚度金属片介入的钛/钢阻焊接头其组织与性能不同。当厚度较小时,母材原子直接进入钎料层,粉末层未能吸附母材原子,无法避免Ti、Fe等原子的直接化合成脆性金属间化合物。当厚度较大时,钎料层原子无法与母材原子发生冶金反应,致使粉末层在结构上替代了钎料层的功能,反而导致钎料层成为薄弱环节。当密度较大时,母材原子与钎料层原子失去了扩散通道,难以发生冶金反应,导致接头抗剪切强度值降低。故合理的金属片密度、厚度为原子的扩散及冶金反应提供了通道和空间,可使其获得相对较高的接头抗剪切强度。拉伸测试结果表明,针对1.5mm厚的钛合金、不锈钢板材,当金属片近钛合金侧吸附层厚度h1=0.06mm,近不锈钢侧吸附层厚度h2=0.04mm,密度ρ=6.53g/cm3时,接头最大抗剪切强度可达237MPa。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 65 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/94927]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 乔永丰. 钛/钢阻焊接头专用复合过渡金属片的研制[D]. 2019. |
| 个性服务 |
| 查看访问统计 |
| 相关权益政策 |
| 暂无数据 |
| 收藏/分享 |
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。
修改评论