一、异种金属冷压焊焊接过程数值模拟及连接机理的研究（论文文献综述）
李同毅[1]（2021）在《小直径薄壁铝/铜圆管惯性摩擦焊接工艺开发》文中进行了进一步梳理实现以铝代铜,使用Al/Cu复合结构件代替传统铜材制作空调、冰箱等家电设备中的制冷管路,可以节省铜材、降低生产成本;而Al/Cu异种金属高强可靠连接是实现以铝代铜的基本条件。由于Al/Cu两种金属在物理、化学及力学性能方面的差距较大,且两者间易生成大量硬脆金属间化合物（Intermetallic compounds,IMCs）,恶化接头性能,因而一般采用钎焊工艺来实现Al/Cu异种金属的有效连接。作为一种高效、节能的固相连接工艺,惯性摩擦焊是适用于异种金属回转体工件的优选焊接工艺,特别是对加工精度要求较高的工件。因此本文针对制冷管路中小直径薄壁Al/Cu圆管现有制备工艺生产效率低、接头耐腐蚀性能差等问题,提出了小直径Al/Cu薄壁管惯性摩擦焊接工艺,并以直径15 mm、壁厚2 mm的AA1060纯铝（Al）和T2紫铜（Cu）薄壁管为试验材料,开展小直径薄壁铝/铜管惯性摩擦焊接工艺试验,并对接头组织性能进行测试分析。通过工艺试验,获得了成形良好的小直径薄壁Al/Cu管惯性摩擦焊接头,并分析初始转速（n）、摩擦压力（P）及转动惯量（I）三工艺参数的匹配对接头性能的影响。在转动惯量不变的条件下,高转速匹配高压力或低转速匹配低压力时,接头的力学性能达到高极值。当焊接工艺参数为n=1300rpm、P=80 MPa、I=0.485 kg·m2时,接头抗拉强度达到86.1 MPa,超过铝母材的80%。通过水压试验测试小直径Al/Cu薄壁管惯性摩擦焊接头密封性,结果表明接头密封性均满足制冷管路使用要求。摩擦焊接过程中,摩擦界面峰值温度及高温停留时间随飞轮初始转速的提高而上升,峰值温度最高可达385℃,约为铝熔点的70%;随摩擦压力的升高,热输入作用效率提高,界面在焊接开始后达到峰值温度所需时间下降。摩擦界面处有剧烈的Al/Cu元素扩散行为,在界面处生成多种Al/Cu IMCs,并呈层状分布。热输入的增加促进了 IMCs层的生长,各IMCs层出现的顺序为Al2Cu、Al4Cu9、AlCu;在界面形成一定厚度的IMCs是获得足够力学性能的必要条件。当IMCs层厚度较低时,两侧金属之间没有良好的冶金结合,抗拉强度很差;而当IMCs层的厚度过高时,层状分布的硬脆IMCs又会降低接头的强度;当金属间化合层厚度为800 nm时,接头抗拉强度最高。通过稳态极化曲线测试及浸泡腐蚀试验对小直径Al/Cu薄壁管惯性摩擦焊接头的耐腐蚀性进行测试。测试结果表明,随飞轮初始转速或摩擦压力的增加,接头的耐腐蚀性能相对下降,主要表现为自腐蚀电流密度的提高,高摩擦压力条件下（P=100MPa）的接头被腐蚀程度尤为严重,腐蚀最为严重的区域为近界面的铝侧金属与铝侧热力影响区。综合考虑力学性能及耐腐蚀性能,低飞轮初始转速（n=1100rpm、P=80MPa、I=0.485 kg.m2）或低轴向压力（n=1300rpm、P=60MPa、I=0.485kg·m2）条件下接头在力学性能满足Al/Cu管在制冷系统中的使用要求的同时耐腐蚀性最佳,更适合实际应用。
刘玉龙[2]（2021）在《添加纳米粉末AC辅助Al/Cu等离子弧熔钎焊及界面扩散动力学分析》文中研究指明Al/Cu复合结构的制造中,由于其异种材料间熔化特性、热物理性能等差异使得实现其有效、可靠的连接是目前急需解决的关键问题。同时接头处界面行为对性能具有重要影响,所以对其界面行为进行多角度多方面深入分析具有重要意义。本文在传统电弧焊低成本、可操作性强的基础上,从工艺方法改进和界面调控方面提出了添加SiO2纳米粉末AC辅助Al/Cu等离子弧熔钎焊实现了成形及力学性能良好的Al/Cu异种金属接头。同时通过试验分析、结合微纳米尺度下分子动力学模拟对界面处微观组织形成的内在机理进行分析,探究其微观尺度下原子扩散动力学行为与外部因素的内在联系。对进一步提高焊接工艺,实现良好接头和界面分析提供新的思路、技术和理论支撑。通过所建立系统进行试验过程。AC辅助电弧的引入明显影响电弧的行为,增大焊丝的熔化效率。随着交流电流值的增大,焊缝宽度增加,高度逐渐降低,堆焊过程润湿角也由初始的70°逐渐减小为27°,润湿铺展性能呈现出与电流值正相关的效应。随着AC辅助电流值增加,Al/Cu搭接接头有效连接长度由12.25mm增大至15.2mm;在上述试验的基础上,深入分析了不同参数添加SiO2纳米粉末AC辅助Al/Cu等离子弧熔钎焊接头组织及性能差异的内在联系。接头组织区域主要为Al2Cu和Al4Cu9的金属间化合物层区域、Al-Cu共晶区域以及网状焊缝区域。金属间化合物层厚度呈现随AC辅助电流值的增加而增大的正相关关系;AC辅助电流值45A下,加入SiO2纳米粉末界面金属间化合物层厚度降低,界面区域分布有微量Si元素,AC辅助电流值大小对接头物相组成成分无影响。SiO2纳米颗粒吸附于界面IMC以及C u表面由于其相对较高的表面张力和比表面积,起到了扩散阻挡的作用,阻碍了Al和Cu原子的反应和相互扩散,从而有效降低了焊接过程中界面IMC的厚度。添加SiO2粉末不同AC辅助电流值作用下焊缝区域内组织的硬度随着热输入的增加而略微增大,呈现铝、铜母材区域、焊缝区以及界面金属间化合物区域硬度逐渐增大的分布规律。受有效连接长度和界面金属间化合物层厚度共同影响,添加SiO2且AC辅助电流值为45A的接头断裂承受最大载荷为0.85k N,断裂位置位于铝侧热影响区,力学性能较好,断口形貌为分布有韧窝的韧性断裂形式。基于分子动力学模拟建立所述Al/Cu界面模型,进行了界面原子扩散动力学分析,探究其微观尺度下原子扩散行为与外部因素的内在联系。较低温度下Al/Cu界面中Al原子及Cu原子扩散系数均随着温度增加而增大,且Cu原子扩散系数较Al原子相比对温度更为敏感;Cu、Al原子在界面扩散过程中激活能分别为52.24 k J/mol和80.23 k J/mol,对比验证了模型准确性。界面完全冷却至室温后主要成分为θ-Al2Cu,Cu原子越过初始界面扩散数量要明显大于Al原子数量,温度越高现象越明显,对扩散层生长的贡献主要由液态Al中Cu原子的扩散提供,与试验结果界面元素分布和类型基本吻合。800～950K温度下Al、Cu固-液界面原子互扩散行为与600～800K下类似。由于Cu原子与Al原子间结构及稀释热性质等差异,界面扩散模型中存在柯肯达尔效应,扩散过程中界面逐渐向铜侧迁移。同时分析认为,扩散激活能在高温下并非恒定,而是阶段性的,激活能数值与所研究物质的状态和扩散方向有关;扩散层的厚度与温度之间存在关系:D=k·T,k=0.548?/K,与试验中随着热输入增加化合物层厚度增大的现象一致。由于扩散过程诱导的应力变化,使得Al侧应力值明显大于Cu侧区域,温度对界面处原子剪切应力影响较为明显。随着扩散持续时间的增加,扩散深度与时间之间存在抛物线关系D=k t1/2。压力的引入使得原子间间距减小,阻碍了原子扩散过程,使得扩散层厚度和Al和Cu原子扩散系数呈现随压力增大而减小的负相关趋势。
黄勇,严晓娟,冉小龙[3]（2020）在《压缩/直径比对纯铜对接冷压焊焊接接头的影响》文中指出冷压焊由于其不存在熔化区、焊接热影响区,在功能材料连接时具有突出优势.以压缩/直径比为单一变量对纯铜棒进行对接冷压焊工艺试验,并结合接头变形过程应变数值模拟计算与组织分析探讨获得较好的焊接接头强度的条件.结果表明:随着纯铜棒压缩/直径比增大,焊接接头各个区域的有效塑性应变值增加,连接界面处最大有效塑性应变量由2.6增加至2.9.随着应变量的增加,再结晶晶粒所占的比例增加,接头抗拉强度呈现阶梯型增大规律.
邓胜杰[4]（2020）在《DP590/AA7075异种金属双光束熔钎焊接头成形控制及力学性能研究》文中认为采用密度低、比刚度高的轻量化铝合金材料替代传统钢铁材料以及先进制造工艺是实现汽车车身制造轻量化的有效方法。然而为确保汽车安全性,铝合金对高强钢的部分替代使得高强钢与铝合金的连接成为车身制造中的不可避免的问题。由于钢-铝异种材料热物理性能相差很大,致使在焊接过程中易出现脆性的金属间化合物（Intermetallic compound,IMC）,从而导致接头力学性能严重下降,成为制约钢-铝异种金属高质量连接的关键问题。本文选用DP590镀锌钢和AA7075铝合金为连接对象,采用无钎剂无填丝的双光束熔钎焊连接方法,系统研究接头成形特征及影响因素,并对接头IMC进行系统表征。同时,建立钢-铝异种金属双光束熔钎焊三维数值流体动力学模型,阐明熔钎焊接头成形过程以及界面处物相的形成及演化机理。研究熔钎焊接头力学性能与界面区IMC形貌、分布及厚度的内在关联机制,揭示IMC对接头力学性能的影响机制,为汽车车身制造中钢-铝异种金属的可靠连接提供数据支撑和理论参考。首先,基于对钢-铝异种金属双光束熔钎焊接头成形特征的量化分析,揭示了光斑作用位置、光束能量分配比、光斑间距、激光功率和焊接速度等工艺参数对焊缝成形的影响规律。研究表明:当副光斑位于钢板且与Al板边缘相切位置、主光斑能量分配比80%、光斑间距1.2 mm、焊接速度0.7 m/min、激光功率1200 W时,焊缝成形较好,此时润湿角为22.6°,铺展长度为3.5 mm。基于熔池温度场与流场数值模拟分析,阐明了双光束热源对接头成形质量提升的内在机制。研究发现,副光斑提高润湿性的机制为其预热钢表面使得Zn层蒸发,避免了表面氧化物的生成,从而加速液态铝铺展过程;铺展后的熔池温度使得前沿Zn层处于液相状态,降低界面张力使得润湿角降低;Fe原子和Al原子扩散和溶解进入液相Zn层中通过反应润湿促进熔池进一步铺展。铺展后的熔池底部高温使得焊缝根部界面Zn蒸发,锌蒸气由于难以及时逸出导致焊缝气孔等缺陷以及根部未连接现象。在焊接过程中熔池铺展之后副光斑作用于熔池表面,其持续加热作用加速了流体流动和物质输运,使得界面处熔池峰值温度增加、液态存在时间延长,有效提高了液态熔池的流动性和铺展性。当光斑作用位置偏向铝侧或主光斑能量分配比较高时,熔化铝量增加,但是副光斑对钢表面加热区域减小,使得熔池润湿范围减小,熔化的铝难以及时铺展。当副光斑能量占比较高时（50%）,钢侧表面温度较高使得锌层蒸发范围较大,且主光斑能量较低,难以及时熔化更多的铝而铺展,导致液态铝铺展前钢表面可能已经重新氧化,不利于液态铝润湿。当光斑间距从两光斑相互重叠（D=0.6 mm）增加至无重叠区域（D=1.5 mm）过程中,熔池加热范围增加,但由于两光斑中间熔池内部出现低温区,使得熔池流动性降低,铺展距离缩短。其次,系统表征了接头不同IMC的形貌及物相结构,发现了熔钎焊过程中IMC层向铝焊缝金属中的漂移现象。结合数值模拟,诠释了接头IMC层漂移形貌的形成和演化机制。结果表明:IMC主要由密实平板状的η-Fe2Al5相和针状、松散平板状以及不规则形貌的θ-Fe Al3相组成。漂移的层状IMC,随着离开界面距离的增加,其层内形貌从密实状变为松散状,层内组成相由η-Fe2Al5相转变为θ-Fe Al3相和铝焊缝金属的混合组织。IMC层向熔池中漂移的最大距离处为光束中心底部位置,其漂移过程受到熔池流体流动行为的影响。双光束热源底部熔池双涡流流体对界面处的持续冲击作用导致熔池底部初生IMC层断开、剥离并在流体流动作用下向熔池中漂移。漂移过程中,初生IMC层与周围熔池相互作用使得层内形貌由密实状转变为松散状。远离热源中心的界面处,垂直于界面的流体流动程度较弱,以切向为主。初生η-Fe2Al5相IMC层在界面不同位置处形成并逐渐长大、相互连接形成平板层并最终形成密实状形貌。随后的熔池降温过程中,通过流体流动输运到熔池中的Fe原子以及通过η-Fe2Al5相的c轴快速扩散到熔池中的Fe原子与Al原子反应,从而在密实平板状IMC层上向铝焊缝金属中生长出针状的θ-Fe Al3相。最后,分析了接头力学性能及不同IMC类型和形貌对接头裂纹萌生、扩展和失效的影响机制。随着主光斑能量分配比、光斑间距、激光功率、焊接速度的增加,接头拉剪载荷均呈现先增加后降低的趋势。工艺参数优化后,光斑作用位置为副光斑位于钢板且与Al板边缘相切、光束能量分配比80%、光斑间距1.2 mm、激光功率1400 W、焊接速度0.7 m/min时,接头拉剪载荷最高可达1.33 k N。接头失效模式根据其断裂位置可分为WM（Weld metal）、IF（Interface）以及WM+IF模式。其中IF失效模式下接头开裂沿着界面进行,接头拉剪载荷最低。这是由于界面处不规则状IMC层厚度过大导致界面结合强度较弱。而WM模式下界面IMC层厚度较薄,裂纹在扩展过程中偏转到焊缝金属中并最终失效,接头拉剪性能较高。具有漂移IMC层接头的力学性能取决于底部新生IMC形貌和厚度。当新生IMC层厚度较薄时（2.9-4.6μm）,裂纹的张开受到周围具有较高塑韧性和变形能力的铝焊缝金属以及钢母材等软韧相的拘束作用,塑性变形发生在IMC两侧,阻碍裂纹扩展。当新生IMC过薄（小于1.7μm）且不均匀时则削弱界面结合强度。当新生IMC层较厚（12.0-12.5μm）,裂纹张开过程中的变形主要集中在较厚的IMC层内部,脆硬的IMC层变形能力较差,裂纹扩展过程中能量难以被吸收,即使较低的扩展能量便使得裂纹一直向前扩展较远距离,导致界面强度较低。
尚大智[5]（2020）在《铜钢异种金属激光叠焊接头组织及力学性能研究》文中提出铜钢等不同材料组成的异材金属复合结构综合了导电性、导热性、结构强度、加工工艺成本等特性,较好的满足了多种场合的要求。论文针对电力接地中的铜钢转换接头生产中的冶金相容性不良、接头电阻率较高、材料利用率欠佳,加工效率不高的问题,开展激光叠焊工艺及组织性能研究,其主要研究工作与成果如下:基于软件的铜钢异种金属激光焊接仿真研究。建立铜钢转换接头简化三维实体模型,获得与实际相一致的熔深0.686mm,熔宽0.453mm的焊接熔池。模拟结果表明:各节点的升温速率远大于冷却速率,近焊缝区域温度梯度变化大,远离焊缝区域温度梯度变化相对缓和。焊接变形关于焊缝中心呈不对称分布,在收弧端残余拉应力达到最大值387.982Mpa。冷却至室温后,焊接接头发生明显变形,最大变形量约为0.426mm,在装夹位置存在0.015mm的变形。激光织构表面形貌特征及工艺规律分析。基于激光织构技术在钢板表面刻蚀具有不同结构的凹槽微织构,研究激光工艺参数对凹槽织构表面形貌特征的影响。研究表明:随着激光功率和刻蚀次数的增加,凹槽底端和周围热烧蚀加剧,影响织构质量效果。相同参数下,十字织构远大于平行织构的凹槽深度和宽度,十字凹槽内相互垂直的两织构呈现“深浅不一”的现象。开展不同织构下铜钢激光叠焊工艺研究,分析接头组织特性及力学性能。基于不同织构下铜钢异种金属激光叠焊工艺研究,分析平行织构（与焊接方向平行或垂直）和十字织构三种工艺下对接头拉伸性能、断裂机制、显微硬度以及电阻率的影响规律进行分析和对比,对不同织构化下的接头组织特性与界面进行分析。研究表明:三种织构下的接头抗拉强度均随着织构深度的增加呈现先增加后降低的趋势;在织构深度为95μm时,平行织构（平行于焊接方向）下的铜钢焊接接头拉伸-剪切力达到最高,为2878.564N,比未织构下接头抗拉强度提升了近20%,此处电阻率最低,为35.063μΩ·cm,接头有明显的韧窝产生,为韧性断裂;与未织构铜侧焊缝显微组织相比,三种织构下均发生不同程度的晶粒细化;平行织构（平行于焊接方向）工艺下焊接熔池中Fe元素沿着界面层向熔池内部发生较大扩散,冶金相容性大幅提高。
陈伟[6]（2020）在《Mg/Al异种合金揽拌摩擦焊接头的组织与性能研究》文中进行了进一步梳理随着社会经济的发展,能源与环境问题日益凸显。为了应对这一挑战,材料轻量化作为最有效的措施之一,成为当今研究的热点。铝合金具有高比强度、高比刚度以及较低的密度等优点,被广泛应用于航空航天、海洋船舶、轨道交通等领域。而镁合金是现阶段最轻的结构金属材料之一,被称为“二十一世纪的绿色材料”。将镁合金及铝合金材料作为复合构件连接在一起,既保证了强度、刚度等力学性能,同时又可以进一步减轻结构件重量,从而达到节能减排的效果。然而,传统的熔化焊连接镁/铝合金,接头会产生大量的金属间化合物,降低了接头的力学性能。搅拌摩擦焊（FSW）以其低温、固相连接的特点,被认为是一种连接Mg/Al异种合金的有效方法。因此,本文开展了镁/铝异种合金搅拌摩擦焊接头的组织与性能研究。本文首先研究了6061铝合金/AZ31B镁合金FSW接头的组织与性能特点。研究表明,在焊接参数合适的情况下,可以得到无缺陷的接头。SZ（搅拌区）内含有大量的金属间化合物,有致密的条带状和弥散组织两种形貌。通过EDS和XRD分析,前者为Al3Mg2及相对少量的Mg17Al12,后者为(Mg17Al12+Mg)共晶组织。金属间化合物的生成主要有两种机制:扩散和共晶反应。研究了焊接参数（搅拌头偏置、旋转速度）对6061铝合金/AZ31B镁合金FSW接头微观组织及力学性能的影响。研究发现,将搅拌头向Mg侧偏置,可以得到成形良好焊缝以及无缺陷的接头。随着搅拌头旋转速度的增大,热输入增加,焊核区的金属间化合物有增加的趋势。接头拉伸性能先增加后降低,抗拉强度最高为104 MPa。对应在接头显微硬度上,虽然焊核区的硬度分布形态没有明显的变化,但是接头的热影响区宽度有增加的趋势。此外,接头的流动性不足容易导致孔洞缺陷的产生。对搅拌摩擦焊中温度场进行了数值模拟,研究表明焊接过程中峰值温度随着介质温度的降低而降低,同时,高温停留时间随着介质温度的降低的而减少。数值模拟结果显示,可以通过选择不同的冷却介质调控焊接过程中的热循环,有望进一步改善接头的微观组织和力学性能。为了探究不同热边界条件对接头微观组织和力学性能的影响,选择在空气、60℃水、15℃水、0℃水4种冷却介质中分别进行Mg/Al搅拌摩擦焊接试验。研究结果显示,在相同参数下,随着介质温度的降低,焊接过程中的热输入降低,金属间化合物的含量呈现出明显地减少趋势。水下搅拌摩擦焊焊接接头的焊核区硬度分布呈现一定的下降,其中0℃水下接头焊核硬度最低,接头的抗拉强度为168 MPa,达到Mg合金母材的70%。
周泽鑫[7]（2020）在《铝/铜摩擦焊接头力学性能研究》文中研究指明随着铝/铜摩擦焊构件在新能源汽车的动力电池中得到应用,其力学性能引起人们的广泛关注。本文以铝/铜摩擦焊接头为研究对象,对其开展静力学试验以及疲劳试验,结合有限元数值模拟系统地研究了铝/铜摩擦焊接头的力学性能,以期为此类构件的实际应用提供理论支持。论文首先针对铝/铜摩擦焊接头焊缝区以及母材的基本力学性能进行了研究,设计并加工了光滑试件以及缺口试件,通过静强度试验得到接头及母材的基本力学性能数据;通过金相观察试验以及纳米压痕试验,探究了铝/铜摩擦焊接头的微区性能,并得到了焊缝处的弹性模量的变化规律。论文选用非线性各向同性硬化模型,结合铝、铜静强度试验数据,分别获得了两者的本构模型参数;基于纳米压痕试验,建立了铝/铜摩擦焊接头的有限元模型,利用优化软件Isight集成功能,采用有限元数值模拟与试验相结合的方式,获得了铝/铜摩擦焊接头焊缝区的本构模型参数。最后,论文针对铝/铜摩擦焊接头的疲劳性能进行了研究,开展了接头缺口件的疲劳试验,得到了铝/铜缺口件的载荷寿命曲线。利用扫描电镜试验对接头的疲劳断口进行分析,结果发现:铝/铜摩擦焊接头的疲劳源产生于接头焊缝靠近铝的一侧,进而沿径向扩展至铝/铜连接界面,最终在铝/铜焊接面发生破坏。基于铝/铜摩擦焊接头的有限元计算,得到了缺口处的应力集中系数。在此基础上,采用疲劳缺口系数经验公式,建立了铝/铜摩擦焊接头的疲劳寿命曲线。
严晓娟[8]（2020）在《多晶纯铜冷压焊连接条件与连接机理分析》文中研究说明纯铜由于其出色的导电导热性能以及较高的强度和良好的延展性,在许多行业领域中发挥着极其重要的作用。为了在实现连接的情况下保持其良好的功能性,常温下的固相焊接成为这类材料连接中的重要选项,将具有广阔的应用前景。本文以T2多晶纯铜材料为研究对象,采用对接冷压焊对其进行连接,并利用其各向同性特性,结合宏观微观分析、有限元模拟揭示连接过程中界面处的材料塑性流动行为和变形模式,建立简单的基于应变的金属连接准则,再通过微观组织演变分析,获得了该材料实现冷压连接的物理条件。这些分析将促进多晶纯铜冷压连接技术的应用和功能材料连接理论的发展。所得到的主要结果如下:进行对接冷压焊时,当待焊铜棒伸出长度超过一定值（l≥8 mm）时,纯铜在飞边位置开始发生连接,而在中心位置处未发生连接。这是因为由于模具影响使得中心位置的金属塑性流动受到约束,而飞边位置金属流动更加剧烈而形成的。采用Ansys workbench软件进行有限元数值模拟,通过对比有效塑性应变分布与连接处的光学显微结构,进行了冷压焊条件的判断,认为当接触界面有效塑性应变达到约2.6时纯铜能够发生有效连接。为了验证此连接准则,减小纯铜试件直径进行数值模拟,随着直径减小,高应变区向界面中心区域扩张,当直径为2 mm时,整个界面的有效塑性应变都超过2.6,可实现全界面连接。在冷压焊变形行为有限元数值模拟基础上,进行连接界面微观组织演变的EBSD分析,研究纯铜冷压焊实现连接的过程。在纯铜冷压焊过程中,随着应变增大,发生连接区域内的再结晶分数明显增加。认为再结晶在纯铜冷压焊的连接过程起十分重要的作用。这是由于再结晶形核时,应变诱导的晶界迁移是主要的形核机制。应变诱导的晶界迁移使大塑性变形过程中产生大角度晶界的一部分凸起,以应变储存能为驱动力发生晶界迁移,在边界后留下位错含量较低的区域。严重的塑性变形引起局部温度升高和材料再结晶温度降低都会导致在界面处形成新的晶体结构,成为再结晶形核。有效塑性应变量的增加,导致在原始晶界周围开始出现大量的动态再结晶晶粒,并且伴随着变形的进一步进行,再结晶晶粒慢慢地替代了原始的变形晶粒在连接界面处形成共同晶粒,最终实现分离试件间的有效连接。由于变形过程温度升高不显着,动态再结晶晶粒的尺寸随着塑性应变的增加呈现出先增加后趋于稳定的变化趋势。
孙建华[9]（2020）在《钢/铝异种金属激光-电弧复合焊接数值模拟及实验研究》文中研究指明节能环保是未来汽车、航空航天等领域的发展趋势,轻量化就是实现这一目标的重要途径之一。在传统制造领域,钢和铝均为不可或缺的工程材料,以铝代替钢铁材料不仅可以降低构件重量、减少成本,而且符合节能环保的要求,因此采用钢/铝结构件实现材料轻量化成为当今工业技术的研究热点。激光-电弧复合热源焊接技术作为新型复合焊接技术之一,融合电弧焊接和激光焊接的优势,是一种具有全新的、高效的新型焊接热源,具有“1+1>2”的协同效应,在钢/铝结构件连接方面有巨大潜力。然而,钢和铝在物理性能方面差异显着,冶金相容性差,且焊接过程中极易形成脆性金属间化合物,这也对钢和铝的焊接性带来了巨大挑战。本课题采用激光-TIG复合热源焊的方法,对430铁素体不锈钢和6061铝合金薄板搭接焊工艺进行分析,基于COMSOL仿真软件建立钢/铝激光-TIG复合搭接焊三维瞬态有限元模型,对焊接过程中接头温度场分布特征进行阐述,探讨了焊缝接头的显微组织演变、界面层生长机制及接头力学性能,得到以下结果:激光-TIG复合热源焊可以实现钢/铝异种金属的有效连接,通过研究单因素作用下主要焊接参数（激光功率、电弧电流、焊接速度）对焊缝成型性及焊接熔池的影响规律发现:焊接速度对焊缝表面质量和熔池尺寸的影响均较大,激光峰值电流对焊缝熔深影响明显,电弧电流对焊缝熔宽影响显着。基于激光-电弧焊表面温度场和纵截面温度场的分布云图及热循环曲线,较系统地分析了激光-TIG复合搭接焊的温度场分布特征。对相同工艺参数的实验结果与模拟结果对比,得到的熔池形貌与有限元分析模拟出的熔池形貌基本吻合,验证了模拟结果的准确性。通过分析不同工艺参数下的温度场分布特征,并结合实验结果获得本实验条件下的最佳工艺参数组合为激光峰值电流100 A、电弧电流100 A、焊接速度600mm·min-1。钢/铝异种金属激光-TIG复合热源焊接头截面可分为六个不同的微结构区域,接头存在明显的金属间化合物界面层,该界面层在厚度和形状存在不均匀性,厚度在10～20μm之间,主要由针尖状FeAl3相和板块状Fe2Al5相组成。最优工艺参数组合下所得接头的硬度测试和拉伸实验表明:接头界面区硬度最高,可达566 HV,接头最大拉剪力为1.164 k N·cm-1,接头失效于界面处钢/铝金属间化合物层。
闫胜鸿[10]（2020）在《铝/铜异种金属激光焊接技术研究》文中指出铜具有优良的导热、导电性等性能,广泛应用到电子设备、热交换等工业领域。铝的导热和导电性能仅次于纯铜,但具有密度低、比强度高和价格便宜的优点。随着工业的发展,轻量化、节能、环保已经成为一大发展主题,采用铝/铜复合结构的零部件不仅能够降低成本,还能够有效的减轻重量。但在铝与铜的焊接过程中,焊缝中形成的硬脆性的金属间化合物将损害铝/铜焊缝的综合性能。本文采用改变激光输入能量的方法,系统研究了铝/铜异种金属激光搭接焊焊缝金属间化合物形成机理。并通过预置Ni箔夹层,探求改善铝/铜焊缝微观组织及力学性能方法,阐述其作用机制。本文首先采用调整激光功率从而改变热输入的方法,进行了铝/铜异种金属激光搭接焊焊接工艺的研究,分析了热输入如何影响金属间化合物的形成、生长,并探究了金属间化合物如何影响铝/铜异种焊接接头的力学性能。结果表明,在熔池冷却、凝固后,焊缝区域生成了大量的Al固溶体和少量的Al-Cu共晶合金。在界面区依次生成了Cu固溶体、粗大的“珊瑚”状的Al2Cu金属间化合物、“蠕虫”状的Al-Cu共晶合金;随着热输入的增加,金属间化合物逐渐变得更为粗大,其层厚也在逐渐增加。界面区域生成的脆性金属间化合物Al2Cu严重地损害了焊接接头的连接强度,当激光功率为2.0k W时,拉伸剪切强度能够达到最大值99.8Mpa;维氏硬度最大值位于界面区域,并且随着热输入的增加,其值也在增加。随后采用Ni箔夹层改善铝/铜焊接接头的显微组织及力学性能,结果表明,在熔池冷却、凝固后,焊缝生成了大量的Al固溶体、少量的Al-Cu共晶合金及Al Ni金属间化合物。在界面首先生成了Cu固溶体,由于Ni元素有效的抑制了Al元素的扩散反应促使其厚度明显得到了增加;然后生成了Al2Cu+AlNi金属间化合物,且由于Ni元素的添加促使粗大“珊瑚”状的Al2Cu转变为由紧密细小“蠕虫”状的和粗大“珊瑚”状的Al2Cu组成;然后在共晶区生成了Al Ni金属间化合物和Al-Cu共晶合金。Ni元素的添加,使得铝/铜异种金属搭接焊焊接接头的拉伸剪切强度得到增强,最大拉伸剪切强度增加到了126.9Mpa。拉伸断裂表面由Al2Cu区和Al-Cu共晶区转变为Cu固溶体区和Al2Cu区。论文的研究,揭示了铝/铜异种金属激光搭接焊焊缝金属间化合物形成机理,阐明了Ni箔夹层在改善铝/铜焊缝微观组织及力学性能方面的作用机制,为铝/铜异种金属的高性能焊接提供了理论依据和技术基础。
二、异种金属冷压焊焊接过程数值模拟及连接机理的研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、异种金属冷压焊焊接过程数值模拟及连接机理的研究（论文提纲范文）
（1）小直径薄壁铝/铜圆管惯性摩擦焊接工艺开发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题意义 |
| 1.2 Al/Cu异种金属焊接性 |
| 1.3 Al/Cu异种金属焊接工艺研究现状 |
| 1.3.1 Al/Cu熔化焊接工艺 |
| 1.3.2 Al/Cu钎焊工艺 |
| 1.3.3 Al/Cu固相焊接工艺 |
| 1.3.4 惯性摩擦焊 |
| 1.4 Al/Cu接头耐腐蚀性研究现状 |
| 1.5 课题研究内容 |
| 第二章 试验材料、设备及方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 试验方法及设备 |
| 2.2.1 焊接设备 |
| 2.2.2 试样预处理 |
| 2.2.3 惯性摩擦焊接工艺试验 |
| 2.3 接头力学性能测试 |
| 2.3.1 显微硬度测试 |
| 2.3.2 拉伸性能测试 |
| 2.3.3 密封性测试 |
| 2.4 显微组织观察及成分分析 |
| 2.5 焊接热循环曲线采集 |
| 2.6 接头腐蚀性能试验 |
| 2.6.1 全浸均匀腐蚀试验 |
| 2.6.2 电化学腐蚀试验 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 小直径Al/Cu薄壁管惯性摩擦焊接工艺优化 |
| 3.1 焊接工艺参数窗口选择 |
| 3.2 焊接工艺参数对接头成形的影响 |
| 3.2.1 焊接工艺参数对飞边成形的影响 |
| 3.2.2 焊接工艺参数对轴向缩短量的影响 |
| 3.3 焊接工艺参数对接头性能的影响 |
| 3.3.1 飞轮初始转速对接头抗拉强度的影响 |
| 3.3.2 摩擦压力对接头抗拉强度的影响 |
| 3.3.3 转动惯量对接头抗拉强度的影响 |
| 3.3.4 参数匹配对接头抗拉强度的影响 |
| 3.4 焊接热循环分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 Al/Cu异种金属惯性摩擦焊接头组织分析 |
| 4.1 IMCs层成分及相组成分析 |
| 4.2 焊接工艺参数对IMCs分布的影响 |
| 4.2.1 飞轮初始转速对摩擦界面IMCs层厚度的影响 |
| 4.2.2 摩擦压力对摩擦界面IMCs分布的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 Al/Cu异种金属惯性摩擦焊接头性能测试分析 |
| 5.1 Al/Cu惯性摩擦焊接头力学性能分析 |
| 5.1.1 Al/Cu惯性摩擦焊接头断裂行为分析 |
| 5.1.2 显微硬度分析 |
| 5.1.3 小直径Al/Cu薄壁管惯性摩擦焊接头密封性测试 |
| 5.2 接头耐腐蚀性能分析 |
| 5.2.1 浸泡腐蚀试验分析 |
| 5.2.2 电化学腐蚀试验分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（2）添加纳米粉末AC辅助Al/Cu等离子弧熔钎焊及界面扩散动力学分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 Al/Cu异种金属连接国内外研究现状 |
| 1.2.1 铝/铜钎焊方法研究 |
| 1.2.2 铝/铜固相焊方法研究 |
| 1.2.3 铝/铜熔钎焊方法研究 |
| 1.2.4 其他焊接方法 |
| 1.2.5 基于对传统电弧熔钎焊方法改进的研究 |
| 1.3 Al/Cu界面行为模拟相关研究现状 |
| 1.3.1 介观尺度界面行为模拟研究 |
| 1.3.2 微观尺度界面行为分析 |
| 1.3.3 基于分子动力学界面扩散行为分析研究 |
| 1.4 课题研究目标及内容 |
| 1.4.1 课题研究目标 |
| 1.4.2 课题研究内容 |
| 1.4.3 拟解决的关键性问题 |
| 1.5 拟采取的研究方法和技术路线 |
| 1.6 本文主要创新点 |
| 第2章 添加SiO_2纳米粉末AC辅助Al/Cu等离子弧焊试验系统及方法 |
| 2.1 试验系统及方法介绍 |
| 2.2 材料及工艺参数 |
| 2.3 组织及性能表征方法 |
| 2.3.1 试样制备 |
| 2.3.2 界面微观组织及物相成分分析 |
| 2.3.3 接头力学性能分析 |
| 2.4 AC辅助等离子弧Al/Cu堆焊过程分析 |
| 2.4.1 焊接过程电弧熔滴行为分析 |
| 2.4.2 成形形貌分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 添加SiO_2纳米粉末AC辅助Al/Cu等离子弧熔钎焊分析 |
| 3.1 搭接试验过程示意图 |
| 3.2 接头宏观成形分析 |
| 3.3 接头微观组织及物相组成成分分析 |
| 3.3.1 微观组织及成分分析 |
| 3.3.2 接头物相分析 |
| 3.4 接头力学性能分析 |
| 3.4.1 接头硬度值测试 |
| 3.4.2 接头拉伸性能分析 |
| 3.5 接头断口形貌分析 |
| 3.6 界面形成机理分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 Al/Cu低温固-固界面分子动力学建模及界面相成分分析 |
| 4.1 分子动力学模拟简介 |
| 4.1.1 分子动力学形成、发展及理论基础 |
| 4.1.2 分子动力学理论基本原理及步骤 |
| 4.2 Al/Cu界面分子动力学建模 |
| 4.3 较低温度下界面原子行为分析与模型验证 |
| 4.4 界面成分分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 Al/Cu固-液界面分子动力学扩散行为分析 |
| 5.1 温度对Al/Cu互扩散行为影响分析 |
| 5.2 界面扩散应力分析 |
| 5.3 扩散时间对Al/Cu界面互扩散行为影响分析 |
| 5.4 不同压力下界面互扩散行为分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
| 附录B 专利 |
（3）压缩/直径比对纯铜对接冷压焊焊接接头的影响（论文提纲范文）
| 1 试验方法 |
| 1.1 试验材料、加压装置和模具 |
| 1.2 压焊件力学性能测试 |
| 1.3 对接冷压焊数值模拟 |
| 1.4 微观组织演变分析 |
| 2 试验结果及分析 |
| 2.1 压缩/直径比对力学性能的影响 |
| 2.2 压缩/直径比对应变分布的影响 |
| 2.3 不同应变区域的组织变化 |
| 3 结论 |
（4）DP590/AA7075异种金属双光束熔钎焊接头成形控制及力学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 钢-铝异种金属连接研究现状 |
| 1.2.1 车用钢-铝金属材料及热物理性能 |
| 1.2.2 钢-铝异种金属连接方法 |
| 1.2.3 熔融铝在钢材表面上的润湿与铺展 |
| 1.3 钢-铝异种金属接头界面金属间化合物 |
| 1.3.1 界面金属间化合物类型及形貌 |
| 1.3.2 界面金属间化合物形成机理 |
| 1.3.3 金属间化合物对接头力学性能的影响 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 第2章 试验材料、方法与数值建模 |
| 2.1 试验材料及设备 |
| 2.1.1 试验材料 |
| 2.1.2 试验设备与装置 |
| 2.2 材料表征及力学性能测试方法 |
| 2.2.1 金相试样制备 |
| 2.2.2 显微组织表征 |
| 2.2.3 显微硬度测试 |
| 2.2.4 接头拉伸测试 |
| 2.3 钢-铝异种金属双光束熔钎焊数值建模 |
| 2.3.1 控制方程描述 |
| 2.3.2 熔池表面流动描述 |
| 2.3.3 热源处理与热物理参数 |
| 2.3.4 元素分布的处理 |
| 2.3.5 边界条件的处理 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 双光束熔钎焊接头成形质量及其影响因素 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验方案设计 |
| 3.3 工艺参数对焊缝成形质量的影响 |
| 3.3.1 光斑作用位置的影响 |
| 3.3.2 光束能量分配的影响 |
| 3.3.3 光斑间距的影响 |
| 3.3.4 焊接速度的影响 |
| 3.3.5 激光功率的影响 |
| 3.4 熔钎焊熔池形成过程数值模拟 |
| 3.4.1 模型验证 |
| 3.4.2 熔池形成及铺展行为 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 双光束熔钎焊接头IMC形态及其漂移行为 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 微观组织形貌 |
| 4.2.1 熔钎焊接头微观组织形貌 |
| 4.2.2 熔钎焊界面IMC微观组织 |
| 4.3 漂移IMC层形成机理 |
| 4.3.1 熔池流动对IMC层漂移行为的影响 |
| 4.3.2 IMC层漂移机制 |
| 4.4 界面处IMC形成机理 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 金属间化合物对熔钎焊接头力学性能的影响机制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 熔钎焊接头力学性能研究 |
| 5.2.1 接头硬度分布特征 |
| 5.2.2 接头拉剪性能 |
| 5.3 不同类型IMC对熔钎焊接头力学性能的影响 |
| 5.3.1 平板状IMC对裂纹扩展过程的影响 |
| 5.3.2 新形成的不规则IMC对裂纹扩展过程的影响 |
| 5.4 熔钎焊接头失效及断裂特征分析 |
| 5.4.1 接头失效位置及断口形貌特征 |
| 5.4.2 裂纹萌生及扩展路径 |
| 5.4.3 IMC层漂移对WM失效模式力学性能的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 本文创新点 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间的学术成果 |
（5）铜钢异种金属激光叠焊接头组织及力学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 铜钢异种金属焊接研究现状 |
| 1.2.1 钎焊技术 |
| 1.2.2 压力焊技术 |
| 1.2.3 熔化焊技术 |
| 1.2.4 激光焊接技术 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 激光精微加工原理及焊接性分析 |
| 2.1 激光微细加工原理 |
| 2.2 异种金属焊接性及铜钢焊接性分析 |
| 2.2.1 异种金属连接意义 |
| 2.2.2 铜钢焊接性分析 |
| 2.3 试验方法及设备 |
| 2.3.1 试验材料 |
| 2.3.2 材料表面织构处理试验 |
| 2.3.3 激光焊接试验 |
| 2.3.4 织构微观形貌分析 |
| 2.3.5 铜/钢接头微观组织分析 |
| 2.3.6 拉伸试验测试及焊缝断口分析 |
| 2.3.7 显微硬度测试 |
| 2.3.8 电阻率测试及分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于SYSWELD的铜钢异种金属激光焊接仿真研究 |
| 3.1 SYSWELD软件简介 |
| 3.2 铜钢转换接头激光焊接有限元模型的建立 |
| 3.2.1 几何模型与网格模型的建立 |
| 3.2.2 材料性能参数 |
| 3.2.3 焊接热源模型的选择与参数校核 |
| 3.2.4 约束条件(边界条件、初始条件、装夹条件) |
| 3.3 仿真模拟结果分析 |
| 3.3.1 铜钢转换接头激光焊接温度场模拟结果与分析 |
| 3.3.2 铜钢转换接头激光焊接应力场及变形仿真模拟结果与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 紫外激光织构304L表面形貌特征及工艺规律 |
| 4.1 织构微观形貌特征与表面质量 |
| 4.2 工艺参数对平行织构几何形貌与表面质量的影响规律 |
| 4.2.1 激光功率对平行织构工艺的影响 |
| 4.2.2 刻蚀次数对平行织构工艺的影响 |
| 4.3 工艺参数对十字织构几何形貌与表面质量的影响规律 |
| 4.3.1 激光功率对十字织构工艺的影响 |
| 4.3.2 刻蚀次数对十字织构工艺的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 不同织构化对铜/钢激光叠焊接头组织特性及力学性能的影响 |
| 5.1 铜钢激光叠焊试验研究 |
| 5.2 不同织构化下铜/钢激光叠焊接头力学性能 |
| 5.2.1 拉伸性能与断面分析 |
| 5.2.2 显微硬度分析 |
| 5.2.3 电阻率分析 |
| 5.3 不同织构化下铜/钢激光叠焊接头组织特性与界面分析 |
| 5.3.1 铜/钢激光叠焊接头显微组织 |
| 5.3.2 平行织构下铜/钢激光叠焊接头显微组织 |
| 5.3.3 十字织构化下铜/钢激光叠焊接头显微组织 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术成果 |
（6）Mg/Al异种合金揽拌摩擦焊接头的组织与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 铝/镁异种材料焊接性分析 |
| 1.3 铝合金和镁合金焊接的研究现状 |
| 1.3.1 熔化焊 |
| 1.3.2 扩散焊 |
| 1.3.3 钎焊 |
| 1.3.4 搅拌摩擦焊 |
| 1.4 搅拌摩擦焊温度场的研究现状 |
| 1.4.1 搅拌摩擦焊温度场的试验测定 |
| 1.4.2 搅拌摩擦焊温度场的数值模拟 |
| 1.5 本文的研究内容及技术路线 |
| 1.5.1 研究内容 |
| 1.5.2 技术路线 |
| 第二章 试验材料、方法及设备 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试验材料 |
| 2.3 搅拌摩擦焊接 |
| 2.4 接头组织及物相分析 |
| 2.4.1 金相显微分析 |
| 2.4.2 扫描电子显微分析 |
| 2.4.3 XRD物相分析 |
| 2.5 接头性能测试 |
| 2.5.1 硬度测试 |
| 2.5.2 拉伸性能测试 |
| 2.6 接头热循环测量 |
| 2.7 镁/铝异种合金FSW数值模拟 |
| 第三章 AZ31BMg/6061Al FSW接头的组织及力学性能特点 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 接头宏观结构特点 |
| 3.3 接头微观结构特点 |
| 3.3.1 接头光学显微分析 |
| 3.3.2 接头扫描电子分析 |
| 3.4 接头力学性能特点 |
| 3.4.1 显微硬度 |
| 3.4.2 拉伸性能 |
| 3.5 金属间化合物的形成机制 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 焊接工艺参数对FSW接头的组织及力学性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 接头宏观结构特点 |
| 4.3 接头微观结构特点 |
| 4.4 接头力学性能分析 |
| 4.4.1 显微硬度 |
| 4.4.2 拉伸性能 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 FSW热循环过程的数值模拟 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 搅拌摩擦焊有限元数值模型的传热方程及边界条件 |
| 5.3 搅拌摩擦焊的热输入模型 |
| 5.3.1 焊接过程产热分析 |
| 5.3.2 产热数学模型 |
| 5.4 数值模拟过程 |
| 5.4.1 几何模型建立 |
| 5.4.2 材料属性 |
| 5.4.3 分析步骤 |
| 5.4.4 相互作用 |
| 5.4.5 加载 |
| 5.4.6 划分网格 |
| 5.5 模拟结果的验证 |
| 5.6 温度场的调控 |
| 5.6.1 热循环分析 |
| 5.6.2 60℃水下搅拌摩擦焊温度场分布 |
| 5.6.3 15℃水下搅拌摩擦焊温度场分布 |
| 5.6.4 0℃水下搅拌摩擦焊温度场分布 |
| 5.6.5 模拟结果分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 AZ31BMg/6061Al水下FSW接头的组织及力学性能特点 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 接头宏观结构特点 |
| 6.3 接头微观组织特点 |
| 6.4 接头力学性能特点 |
| 6.4.1 硬度测试 |
| 6.4.2 拉伸性能测试 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（7）铝/铜摩擦焊接头力学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 注释表 |
| 缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 铜/铝异种金属连接方法研究现状 |
| 1.3 铝/铜焊接接头力学性能研究 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 第二章 铝/铜摩擦焊接头静力学性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 铝、铜及铝/铜摩擦焊接头静拉伸试验 |
| 2.2.1 纯铜静力学试验 |
| 2.2.2 纯铝静力学试验 |
| 2.2.3 铝/铜摩擦焊接头静力学试验 |
| 2.3 铝/铜摩擦焊接头焊缝微区观测 |
| 2.3.1 金相观察试验 |
| 2.3.2 焊缝微区纳米压痕试验 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 铝/铜摩擦焊接头本构模型研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 非线性各向同性硬化模型 |
| 3.3 铜、铝应力应变本构方程 |
| 3.3.1 纯铜应力应变曲线本构方程 |
| 3.3.2 纯铝应力应变曲线本构方程 |
| 3.4 铝/铜摩擦焊接头微区本构模型参数反推 |
| 3.4.1 优化软件Isight简介 |
| 3.4.2 反演设计方法及理论 |
| 3.4.3 焊缝微区的本构模型参数反推 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 铝/铜摩擦焊接头疲劳性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 铝/铜摩擦焊接头疲劳试验 |
| 4.2.1 疲劳试验方案 |
| 4.2.2 疲劳试验结果及分析 |
| 4.3 疲劳断口扫描电镜试验 |
| 4.4 考虑缺口应力影响的疲劳寿命模型 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（8）多晶纯铜冷压焊连接条件与连接机理分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 冷压焊简介 |
| 1.2.1 冷压焊方法 |
| 1.2.2 对接冷压焊 |
| 1.2.3 搭接冷压焊 |
| 1.2.4 挤压 |
| 1.2.5 冷轧 |
| 1.2.6 冷压焊的优点 |
| 1.3 冷压焊界面结合机理 |
| 1.3.1 五种经典结合理论 |
| 1.3.2 动态再结晶 |
| 1.3.3 连续动态再结晶与不连续动态再结晶 |
| 1.3.4 应变诱导的晶界迁移机制 |
| 1.4 冷压焊研究现状 |
| 1.4.1 冷压焊工艺 |
| 1.4.2 冷压焊的模拟 |
| 1.5 研究内容 |
| 第2章 研究方法 |
| 2.1 研究对象 |
| 2.2 研究方案 |
| 2.3 试验平台的搭建 |
| 2.3.1 试验用液压机 |
| 2.3.2 试验用模具 |
| 2.4 变形行为有限元模型 |
| 2.4.1 弹塑性力学理论 |
| 2.4.2 非线性有限单元法 |
| 2.4.3 非线性有限元平衡方程组求解 |
| 2.4.4 有限元模型的建立 |
| 2.5 Ansys Workbench |
| 2.6 组织演化EBSD分析 |
| 2.6.1 EBSD简介 |
| 2.6.2 EBSD原理 |
| 2.6.3 EBSD样品制备 |
| 2.7 金相组织分析 |
| 2.8 接头力学性能测试 |
| 2.9 本章小结 |
| 第3章 纯铜对接冷压焊连接条件分析 |
| 3.1 纯铜对接冷压焊临界伸出长度分析 |
| 3.2 冷压焊过程数值模拟 |
| 3.2.1 对接冷压焊模型建立 |
| 3.2.2 对接冷压焊有限元模型准确性验证 |
| 3.2.3 不同伸出长度时压焊试样的有效应变分布 |
| 3.3 存在问题及改进方案 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 纯铜对接冷压焊连接机理分析 |
| 4.1 纯铜对接冷压焊过程中EBSD扫描区域确定 |
| 4.2 应变对动态再结晶体积分数的影响 |
| 4.3 应变对动态再结晶组织的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论和展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 创新 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
（9）钢/铝异种金属激光-电弧复合焊接数值模拟及实验研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 1.绪论 |
| 1.1 钢-铝异种金属焊接的意义 |
| 1.2 钢-铝异种金属的焊接性 |
| 1.3 异种金属焊接的研究现状 |
| 1.3.1 异种金属激光-电弧复合焊研究现状 |
| 1.3.2 异种金属焊接中金属间化合物层的研究 |
| 1.4 异种金属的焊接数值模拟 |
| 1.5 本课题主要研究内容 |
| 2.实验材料、方法及设备 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验方法与焊接设备 |
| 2.2.1 焊前预处理 |
| 2.2.2 复合焊接设备 |
| 2.2.3 复合焊接方法 |
| 2.3 焊接检测设备 |
| 3.钢/铝激光-TIG电弧复合焊工艺参数研究 |
| 3.1 激光功率对焊缝形貌和熔池形状的影响 |
| 3.2 TIG电弧电流对焊缝形貌和熔池形状的影响 |
| 3.3 焊接速度对焊缝形貌和熔池形状的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4.钢/铝激光-TIG电弧复合焊模型的建立及结果分析 |
| 4.1 温度场有限元分析理论 |
| 4.2 COMSOL有限元模型的建立 |
| 4.2.1 模型基本假设条件 |
| 4.2.2 材料的热物理性能参数 |
| 4.2.3 复合焊接热源模型 |
| 4.2.4 初始条件及边界条件处理 |
| 4.2.5 有限元网格划分 |
| 4.3 焊接过程温度场分布结果分析 |
| 4.3.1 焊接表面温度场分布云图 |
| 4.3.2 焊接热循环曲线 |
| 4.4 模拟结果及工艺实验验证分析 |
| 4.5 焊接工艺参数对温度场的影响分析 |
| 4.5.1 激光功率对温度场的影响 |
| 4.5.2 电弧电流对温度场的影响 |
| 4.5.3 焊接速度对温度场的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 5.钢/铝激光-TIG电弧复合焊接头显微组织分析 |
| 5.1 焊缝接头熔合区的显微组织 |
| 5.2 接头界面层显微组织 |
| 5.2.1 钢/铝界面层的元素分布 |
| 5.2.2 界面金属间化合物的生长机理 |
| 5.3 焊缝接头的显微硬度 |
| 5.4 焊缝接头的拉剪强度 |
| 5.5 本章小结 |
| 6.结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（10）铝/铜异种金属激光焊接技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 铝/铜异种金属的焊接性 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 铝/铜异种金属焊接方法的研究 |
| 1.3.2 铝/铜焊缝金属间化合物形成研究 |
| 1.3.3 铝/铜焊缝金属间化合物调控研究 |
| 1.4 本课题研究的内容及方法 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 研究方法 |
| 第2章 试验材料、设备及方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 激光焊接设备 |
| 2.3 激光搭接焊试验方法 |
| 2.4 焊接接头组织与性能的研究方法 |
| 2.4.1 显微组织形貌分析 |
| 2.4.2 力学性能分析 |
| 第3章 热输入对铝/铜异种金属激光搭接焊焊接质量的影响 |
| 3.1 铝/铜搭接焊焊缝宏观特征分析 |
| 3.1.1 焊缝表面形貌分析 |
| 3.1.2 焊缝横截面形貌分析 |
| 3.2 铝/铜搭接焊焊缝微观形貌分析 |
| 3.2.1 焊缝区域的组成 |
| 3.2.2 Al侧焊缝区微观组织分析 |
| 3.2.3 Cu侧焊缝区微观组织分析 |
| 3.3 铝/铜搭接焊焊接接头微观组织演变机理分析 |
| 3.4 热输入对铝/铜搭接焊焊缝微观组织的影响分析 |
| 3.5 铝/铜搭接焊焊接接头力学性能分析 |
| 3.5.1 显微硬度分析 |
| 3.5.2 拉伸-剪切性能分析 |
| 3.5.3 铝/铜异种金属激光搭接焊焊接接头断口形貌分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 Ni箔夹层对铝/铜异种金属激光搭接焊焊接质量的影响 |
| 4.1 Ni箔夹层对铝/铜搭接焊焊缝宏观特征的影响 |
| 4.1.1 焊缝表面形貌分析 |
| 4.1.2 焊缝截面形貌分析 |
| 4.2 Ni箔夹层对铝/铜搭接焊焊缝微观形貌的影响 |
| 4.2.1 焊缝区域的组成 |
| 4.2.2 Al侧焊缝区微观形貌分析 |
| 4.2.3 Cu侧焊缝形貌分析 |
| 4.3 Ni箔夹层对铝/铜搭接焊缝微观组织演变机理的影响分析 |
| 4.4 热输入对以Ni箔为夹层的铝/铜搭接焊焊缝微观组织的影响分析 |
| 4.5 Ni箔夹层对铝/铜搭接焊焊接接头力学性能的影响分析 |
| 4.5.1 显微硬度性能分析 |
| 4.5.2 拉伸-剪切性能分析 |
| 4.5.3 铝/铜搭接焊焊接接头的断口形貌分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
四、异种金属冷压焊焊接过程数值模拟及连接机理的研究（论文参考文献）
- [1]小直径薄壁铝/铜圆管惯性摩擦焊接工艺开发[D]. 李同毅. 山东大学, 2021(12)
- [2]添加纳米粉末AC辅助Al/Cu等离子弧熔钎焊及界面扩散动力学分析[D]. 刘玉龙. 兰州理工大学, 2021(01)
- [3]压缩/直径比对纯铜对接冷压焊焊接接头的影响[J]. 黄勇,严晓娟,冉小龙. 兰州理工大学学报, 2020(06)
- [4]DP590/AA7075异种金属双光束熔钎焊接头成形控制及力学性能研究[D]. 邓胜杰. 上海交通大学, 2020(01)
- [5]铜钢异种金属激光叠焊接头组织及力学性能研究[D]. 尚大智. 温州大学, 2020(04)
- [6]Mg/Al异种合金揽拌摩擦焊接头的组织与性能研究[D]. 陈伟. 太原理工大学, 2020(07)
- [7]铝/铜摩擦焊接头力学性能研究[D]. 周泽鑫. 南京航空航天大学, 2020(07)
- [8]多晶纯铜冷压焊连接条件与连接机理分析[D]. 严晓娟. 兰州理工大学, 2020(12)
- [9]钢/铝异种金属激光-电弧复合焊接数值模拟及实验研究[D]. 孙建华. 辽宁科技大学, 2020(01)
- [10]铝/铜异种金属激光焊接技术研究[D]. 闫胜鸿. 长春理工大学, 2020(01)