【摘 要】
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镁合金作为工业界最轻的金属材料之一,凭借其优异的机械化学性能,已广泛应用于汽车零部件、电子仪表、航空航天等领域;而钛合金也逐步被世界上越来越多的国家重视,持续对钛合金进行不断的探索开发,并已经实际应用于航空航天、海洋工程等领域。若能够将钛和镁两种不同的金属进行可靠的连接,充分发挥其各自的优势,实现优势互补,必定会有更广泛的应用。然而,由于镁和钛的物理、化学性能具有明显的不同,而且它们的互溶性很差,
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镁合金作为工业界最轻的金属材料之一,凭借其优异的机械化学性能,已广泛应用于汽车零部件、电子仪表、航空航天等领域;而钛合金也逐步被世界上越来越多的国家重视,持续对钛合金进行不断的探索开发,并已经实际应用于航空航天、海洋工程等领域。若能够将钛和镁两种不同的金属进行可靠的连接,充分发挥其各自的优势,实现优势互补,必定会有更广泛的应用。然而,由于镁和钛的物理、化学性能具有明显的不同,而且它们的互溶性很差,几乎不能形成连续的固溶体,也不产生金属间化合物,致使难以获得接头强度高的焊接接头。电阻点焊也是工业生产中常用的焊接方法之一,本文选择电阻点焊技术作为切入点,开展了AZ31镁/TA15钛异种金属电阻点焊接头组织、力学性能及连接机理的研究工作,以期实现AZ31镁和TA15钛的良好连接,为将来继续探究提供有利的理论依据和指导方向。本文先是通过设计进行正交试验研究了电阻点焊焊接工艺参数对接头强度的影响权重,推断出了最佳工艺参数,并研究了接头组织的变化和主要的缺陷形式,结果表明,镁/钛电阻点焊接头具有熔-钎焊的特点,镁合金熔核具有联生结晶的特点。接着我们研究了焊接参数对镁/钛异种合金电阻点焊接头形貌组织、熔核直径及拉剪载荷的影响,并对接头的断裂模式展开了分析。结果表明,接头的最大拉剪载荷达到4.21k N,并且有铝元素界面的聚集。为了进一步揭示AZ31镁/TA15钛异种金属电阻点焊接头连接机理,本论文提出用铝含量更高的AZ91镁合金来代替AZ31镁合金母材,进行AZ91镁合金/TA15钛合金的电阻点焊实验来探究,结果表明,接头的最大拉剪载荷达到5.037k N,和使用AZ31镁合金相比,提高了25.3%。研究推断,由于界面处反生了冶金反应生成了Al-Ti金属间化合物(Ti Al3)过渡层,促进了界面的结合,从而提高了接头强度。为了进一步提高镁/钛电阻点焊接头强度,我们选取并使用了铝箔作为中间层进行镁/钛电阻点焊焊接探索实验,结果表明,接头的拉剪载荷较未添加铝中间层时整体降低,且最大值降至3.36k N,和使用AZ31镁合金相比,降低了20.3%,主要归因于铝箔中间层未完全熔化且在界面有Al12Mg17金属间化合物产生。
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