镁/铝异种金属超声焊接工艺研究开题报告

 2020-02-10 11:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

    1. 背景

      铝合金和镁合金具有密度小、比强度高、耐蚀性好、等优点,广泛应用于航空航天、汽车和电子等领域。轻合金代替钢的能力被认为是完美的创新;然而,它们具有极强的传导性,并且时刻在加入其它挑战。镁/铝复合结构件能发挥两种材料的性能优势,并降低重量和成本,同时减少能源消耗,利于保护环境,因此实现镁/铝合金的可靠性焊接成为工业技术领域研究的热点。但镁、铝的相互溶解度、熔点、线膨胀系数不同,镁、铝焊接易产生裂纹和脆性金属间化合物,脆性镁铝金属间化合物(imcs)的形成优先作为微裂纹的来源,恶化了接头的力学性能。这些高脆性的金属间层,可能会导致材料硬度和耐久性的极限发生变化,是导致焊接接头过早失效的主要原因,严重影响了焊接接头的性能[1]。因此,实现镁/铝高性能焊接十分困难,传统的熔焊技术,如电阻点焊、电弧焊和激光焊接等,很难成功地应用于镁铝异种金属的焊接[2]。基于此,本课题拟采用超声波固相焊接技术来制备镁/铝异质金属接头,研究不同焊接工艺对接头显微形貌及力学性能的影响,并揭示接头显微形貌与力学性能之间的相互作用关系。

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      2. 研究的基本内容与方案

        1. 基本内容

          材料制备:选用镁和铝两种板材,对表面采用120砂纸打磨,去除残留的氧化物、油污及污染物,试样焊接前,对母材进行采用乙醇和丙酮清洗,干燥后连接。

          材料表征:采用sem、xrd对接头显微接头进行表征,利用万能试验仪对接头力学性能进行测试。

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          3. 研究计划与安排

          第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。

          第4-8周:按照设计方案,购买及加工母材,完成不同工艺焊接接头的制备,表征接头的显微结构。

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          4. 参考文献(12篇以上)

          [1] shin, hs; de leon, m. analysis of interface solid-state reaction on dissimilar ultrasonic spot welding of al-mg alloys[j].metals and materials international,2017,23(3):554-561.

          [2] xiangyu dai, hongtao zhang, jihou liu, jicaifeng. microstructure and properties of mg/al joint welded by gas tungsten arc welding-assisted hybrid ultrasonic seam welding. materials amp; design, 2015, 77: 65-71.

          [3] xueqi lv, chuansong wu#8270;, chunliang yang, g.k. padhy.weld microstructure and mechanical properties in ultrasonic enhanced friction stir welding of al alloy to mg alloy[j].journal of materials processing tech,2018,254:154-157.

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