论文部分内容阅读
本文利用搅拌摩擦焊接过程热力耦合作用实现铜箔热压焊接。实验主要分为两大类,第一部分是使用搅拌摩擦热力耦合作用实现50μm和20μm铜箔的搭接热压焊,第二部分是实现50μm铜箔的对接热压焊接。焊接过程在铜箔上下添加不锈钢薄板夹持固定,利用搅拌摩擦焊接上层的不锈钢的过程产热与压力实现箔材的焊接。在进行铜箔热压焊接时,研究搅拌摩擦焊接的工艺参数对热压焊接铜箔的焊接质量的影响规律。在此基础上选择合适的焊接参数着重研究了搅拌头的转速对热压焊接铜箔的表面形貌、截面显微结构和拉伸/拉剪强度的影响。焊后通过扫描电镜观察分析搭接界面的微观形貌可知由于搅拌头的转速的提高,轴肩与不锈钢摩擦产热增多,焊接过程温度升高,搭接界面连接更加紧密。实验通过热电偶测量了焊接过程中热压焊的温度变化规律,热压焊接的过程温度在200℃-250℃范围内,因此焊接过程中不会出现金属的熔化,热压焊属于固相焊接,焊接过程将不会改变金属的化学成分与组织结构。通过力学性能检测,50μm搭接试样在搅拌摩擦参数:n=800r/min,v=20mm/min,d=0.1mm下取得最大的拉剪断裂失效载荷,通过对拉伸试样的断口形貌做SEM发现,断口形貌处存在明显的韧窝,因此试样属于韧性断裂。对焊缝表面最显微硬度测试,铜箔表面的硬度呈现“W”型分布趋势。热影响区与搭接接头处的硬度值不同程度下降。通过盐雾实验发现热压焊接对试样的防腐蚀性能影响不明显。焊接接头的形式主要分为搭接热压焊接和对接热压焊接。本文实验还进行了铜箔对接接头的热压焊接。对对接铜箔试样进行了表面形貌、拉伸强度、断口形貌、表面纤维硬度和耐腐蚀性能进行了分析。发现铜箔对接时界面连接紧密,但强度较相同参数的搭接接头强度要低。对接接头的表面显微硬度呈现“U”型分布的变化规律。实验最后对热压焊接的界面连接机理做了分析。界面的连接主要可以归结为金属的塑性变形、结合界面的金属原子的浅层扩散和微观界面位错运动。本文实验通过搅拌摩擦焊接过程的热力耦合作用实现铜箔的搭接和对接热压焊,箔件焊接接头的拉伸/拉剪失效载荷较母材有一定强度下降,但是失效载荷保证焊接接头的强度满足工业生产中箔材焊接强度的需求。本文实验为箔材的焊接创造性地提供了一种可行性的方案。