鋼鋁激光填粉焊組織性能及界面行為研究的開題報告

鋼鋁激光填粉焊組織性能及界面行為研究的開題報告一、研究背景鋼鋁激光填粉焊是一種新型的多材料復(fù)合焊接方法，具有高效、高質(zhì)量、低殘余應(yīng)力等優(yōu)點，在汽車制造、航空航天、節(jié)能環(huán)保等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。然而，由于鋼鋁兩種金屬間存在較大的化學(xué)惰性，難以實現(xiàn)良好的焊接，因此需要采用填充材料在鋼鋁接口處形成合金化層。目前，填粉焊接的組織性能及界面行為的研究尚不夠充分，限制了該技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。二、研究內(nèi)容本課題將通過實驗研究，探究填粉焊接的組織性能及界面行為，重點包括以下幾個方面：1.對填粉焊接接頭進(jìn)行組織分析，分析合金化層組織結(jié)構(gòu)及元素分布情況，探究填充材料與金屬基材的界面結(jié)合情況，了解填充過程中鋁粉與基材的反應(yīng)機(jī)理。2.研究填充材料種類和粉末粒度對填粉焊接接頭組織性能的影響，探究不同填充材料對焊縫力學(xué)性能、耐腐蝕性能的影響。3.采用ABAQUS數(shù)值模擬軟件對填粉焊接接頭進(jìn)行模擬分析，預(yù)測填粉焊接接頭在力學(xué)載荷下的力學(xué)性能。4.在以上實驗和模擬基礎(chǔ)上，分析鋼鋁激光填粉焊組織性能及界面行為，找出改善焊接接頭性能的方法。三、研究意義本研究的意義在于：1.探究填粉焊接接頭的組織性能及界面行為，為填粉焊接技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提供理論基礎(chǔ)。2.分析填粉材料種類和粒度對填粉焊接接頭性能的影響，優(yōu)化填粉焊接工藝參數(shù)。3.利用模擬方法預(yù)測填粉焊接接頭在力學(xué)載荷下的力學(xué)性能，為鋼鋁激光填粉焊的工程應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。4.對填粉焊接接頭的研究有利于深入理解金屬及其復(fù)合材料的界面行為和金屬材料的微觀結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系。四、研究方法本研究采用實驗和模擬相結(jié)合的方法，對鋼鋁激光填粉焊接接頭進(jìn)行組織分析、力學(xué)性能測試及數(shù)值模擬分析，互相輔助，共同解決填粉焊接接頭組織性能及界面行為研究中的關(guān)鍵技術(shù)問題。1.實驗方法：對填粉焊接接頭進(jìn)行SEM、EDS、XRD等測試，研究接頭組織結(jié)構(gòu)及元素分布情況；進(jìn)行Vickers硬度測試、拉伸性能和腐蝕性能測試。2.模擬方法：采用ABAQUS數(shù)值模擬軟件對填粉焊接接頭進(jìn)行數(shù)值模擬分析，預(yù)測其力學(xué)性能。五、參考文獻(xiàn)1.趙俊平,陳艷菊.激光填粉焊接鋼鋁材料綜述[J].機(jī)械設(shè)計與制造,2016,(5):6-9.2.新型鋼鋁異材料激光填粉焊接接頭無縫聽液檢測技術(shù)[J].南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2018,40(5):106-111.3.金屬填充材料填充機(jī)械制造工藝及焊接界面微觀機(jī)制研究[J].四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版),2018,31(6):119-122.4.何樹榮.鋼與鋁合金復(fù)合材料激光填粉焊接成形研究[D].中南大學(xué),2016.5.陰鼎元,韓學(xué)松,