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摘要本论文以6061铝合金、45钢螺柱和Al-Si钎料为研究对象，对45钢螺柱采用不同金属镀层技术，进行了各种钎焊试验，着重采用真空加热技术、感应加热技术获得了良好的铝/钢接头组织，最后通过力学性能和金相组织的分析，比较不同焊接方法与不同镀层种类的优劣。
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结果表明，采用内径45mm的铜管感应线圈，焊接电压540V，焊接电流900A加热90s，再用600A电流保温15s时，镀Ag螺柱与铝结合的效果最好：接头成型美观，界面层硬度分布介于45#钢和6061铝合金之间，接头等效强度89.6MPa，微观组织和EDX检测说明Ag有效的组织了Al/Fe的互扩散。7139
关键词 铝/钢 螺柱焊 中间层 高频感应钎焊 真空钎焊 夹具设计
毕业设计说明书（论文）外文摘要
Title The process and properties of aluminum/steel
Stud welding based on inter-layer
Abstract
With different metal coating technology，45 steel stud and 6061 aluminum alloy with Al-Si as brazing filler metal were successfully joined by using high-frequency induction brazing and vacuum brazing. The different brazing methods and effect of different coating elements were compared through the analysis of mechanical properties and microstructure.
The results showed that with the 45mm-inner diameter copper induction coil, under 540V welding voltage, 900A welding current for 90s, and then decrease the current to 600A for 15s, the joint of Ag-plated stud and aluminum is best: the joint form is fitness, the hardness of the interfacial layer is between 45 steel’s hardness and 6061 aluminum alloy’s hardness, the equivalent strength of joint is 89.6MPa, the microstructure and EDX test show that Ag prevented the Al/Fe inter-diffusion effectively.
Keywords Aluminum/steel; stud welding; inter-layer; high-frequency induction brazing welding; vacuum furnace brazing; fixture design.
目 次
1 绪论 1
1.1课题研究的意义及目的 1
1.2铝/钢焊接技术的国内外研究概况 2
1.3基于中间层的螺柱焊接技术 4
1.4钎焊结合的过程与方式 5
1.5本文的主要研究内容 7
2 实验材料及设备 8
2.1试验材料 8
2.2主要实验设备 8
3铝/钢感应钎焊工艺试验研究 12
3.1实验原理与过程 12
3.2力学性能分析 13
3.3金相组织分析 17
3.4 EDX分析 20
3.5改进与半自动夹具设计 20
4 铝/钢真空钎焊工艺试验研究 23
4.1实验原理与过程 23
4.2力学性能分析 24
4.3金相组织分析 26
5 铝/钢的其它连接方式试验 29
5.1铝/钢的钨极氩弧焊 29
5.2铝/钢的电弧螺柱焊 30
结 论 32
致 谢 33
参 考 文 献 34
1绪论
1.1课题研究的意义及目的
铝/钢异种金属焊接是一个很新兴的课题，它的意义很重大，主要体现在学术和应用两个方面。
学术意义。钢铝焊接的研究是对常规焊接思路的一种挑战。结合图1-1铝/钢二元合金相图，见图1-1[ ]，焊接时主要存在以下问题：
（1）被焊接头容易氧化。焊接时，在铝母材表面和熔池表面易形成难熔的氧化膜，阻碍了液态金属的结合。使焊缝容易产生夹渣，性能降低。
（2）焊缝成分不均匀。由于钢和铝的熔点差异与密度差异均很大，当钢完全熔化时，液态铝浮在钢液上面，冷却结晶后焊缝成分不均匀。