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1、國(guó)內(nèi)圖書分類號(hào)：TG454密級(jí)：公開(kāi)國(guó)際圖書分類號(hào)：西南交通大學(xué)研究生學(xué)位論文AZ31B鎂合金超聲輔助復(fù)合釬料釬焊研究年級(jí)2015級(jí)姓名江柱中申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別工程碩士專業(yè)材料工程指導(dǎo)老師權(quán)高峰教授二零一八年五月ClassifiedIndex:TG454U.D.C:SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisSTUDYONTHEULTRASONICASSISTCOMPOSITESOLDERINGPROCESSOFAZ31BMAGNESIGUMALLOYGra
2、de:2015Candidate:ZhuzhongJiangAcademicDegreeAppliedfor:MasterDegreeSpeciality:MaterialsEngineeringSupervisor:GaofengQuanMay,2018西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第I頁(yè)摘要鎂合金被稱為“21世紀(jì)綠色工程材料”，是一種具有重要應(yīng)用價(jià)值和廣泛應(yīng)用前景的金屬材料。結(jié)構(gòu)金屬的推廣應(yīng)用離不開(kāi)連接技術(shù)，釬焊作為一種不影響母材性能的精密連接技術(shù)，對(duì)鎂合金焊接有重要優(yōu)勢(shì)。超聲波釬焊則是一種綠
3、色、高效的有色金屬釬焊手段，利用超聲振動(dòng)的空化作用，去除鎂合金表面的氧化膜，促進(jìn)釬料的潤(rùn)濕和鋪展，實(shí)現(xiàn)無(wú)釬劑的可靠連接。通過(guò)向傳統(tǒng)釬料中添加合適的增強(qiáng)體，得到的復(fù)合釬料具有高強(qiáng)、組織細(xì)化等優(yōu)點(diǎn)，能改善接頭、釬縫的力學(xué)性能和組織狀況等。本文對(duì)49%Mg-47.5%Zn-3.5%Al（wt%）合金釬料及其添加了微米SiC顆粒的復(fù)合釬料進(jìn)行了研究。通過(guò)差熱分析、顯微組織觀察等，制定了合適的釬焊工藝實(shí)驗(yàn)方案，研究了大氣環(huán)境中無(wú)釬劑的鎂合金釬焊。在對(duì)Mg-Zn-Al合金釬料的釬焊工藝研究中發(fā)現(xiàn)，360℃釬焊
4、和375℃釬焊所得到的釬縫顯微組織有較大差別。其中較低的釬焊溫度下α-Mg固溶體只能在釬縫邊緣，與母材的界面處析出，而較高的釬焊溫度能使釬縫靠近中心的部分也析出α-Mg固溶體。超聲振動(dòng)輔助能有效促使合金釬料在母材上鋪展，而釬焊溫度360℃，維持1分鐘，母材與釬料形成了可靠的擴(kuò)散層，超聲振動(dòng)時(shí)長(zhǎng)為8s時(shí)，厚度可達(dá)到12μm。釬焊溫度、超聲振動(dòng)時(shí)長(zhǎng)、焊后冷卻速率對(duì)釬焊接頭的力學(xué)性能都有影響，較低的釬焊溫度、較快的焊后冷卻速率和適中的超聲振動(dòng)時(shí)長(zhǎng)，都能使接頭獲得較高的抗剪切強(qiáng)度。其中最優(yōu)工藝為釬焊溫度3
5、60℃，超聲振動(dòng)6s，焊后自然冷卻，此時(shí)接頭平均抗剪切強(qiáng)度可達(dá)52.28MPa。利用“三明治”結(jié)構(gòu)，制備了復(fù)合釬料接頭。通過(guò)向合金釬料中添加10%wt、20%wt的SiC顆粒，合適的超聲振動(dòng)時(shí)長(zhǎng)能使增強(qiáng)體顆粒在釬縫中均勻彌散，達(dá)到顆粒增強(qiáng)的效果。研究中，超聲振動(dòng)4s時(shí)SiC顆粒偏聚于釬縫中央，而振動(dòng)時(shí)長(zhǎng)增加到6s以上則能使SiC顆粒彌散分布到釬縫各處。SiC顆粒的添加使釬縫的硬度大幅增加，360℃釬焊，合金釬料釬縫平均硬度為227.8HV，而添加了10%wt和20%wt的SiC顆粒，平均硬度分別為
6、547HV和724HV。同時(shí)，接頭的抗剪切強(qiáng)度也分別能提高12.5%和18.8%。關(guān)鍵詞：超聲釬焊，Mg-Zn-Al釬料，復(fù)合釬料，釬焊工藝優(yōu)化，SiC顆粒西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第II頁(yè)AbstractMagnesiumalloyisdeemedasgreenengineeringmaterialin21thcentury,whichhasimportantapplicationvalueandbroadprospect.Thejoiningtechnologyissignificantf
7、ortheapplicationofmagnesiumasstructuralmaterial.Solderingwithultrasonicvibrationisaneco-friendlyandefficientmethod,whichcanbreakdowntheoxidefilmwithultrasoniccavitation,obtainreliablesolderingjointwithoutflux.Byaddingreinforcementtofillermetal,wecanob
8、tainstronger,muchrefiningjoint,wecallsuchfillermaterialcompositefiller.Inthispaper,solderas49%Mg-47.5%Zn-3.5%Al（wt%）andcompositefillerwhichiscombinedbysolderandSiCparticlewerestudied.ThroughDSC,SEM,EDSanalysis,propersolderingexperimentweredraf
