退火工艺对LY12摩擦焊件接头力学性能的影响开题报告.doc

本 科 毕 业 设 计 开 题 报 告 题 目 退火工艺对LY12摩擦焊件接头力学性能的影响 学生姓名 杨 瑞 娟 学号 1114054239 所在院(系) 材料科学与工程学院 专业班级 材 控1104 指导教师 孟 凡 莹 2015年 3 月 20 日 题 目 退火工艺对LY12摩擦焊件接头力学性能的影响 2.研究意义： 摩擦焊是一项先进的固态焊接技术 , 它具有焊接质量好、生产效率高、成本低、易实现生产自动化等优点 , 并已在汽车、 拖拉机、阀门、锅炉、 地质钻探、石油机械等行业得到广泛应用。 但目前对摩擦焊工艺因素，组织结构因素，合金成分等的交互作用的研究很浮浅,在实际生产中存在经验不足、生产稳定性差等问题 , 使摩擦焊接头的强韧性偏低。 低中碳合金钢摩擦焊空冷后 , 焊缝近缝区硬度较高 , 韧性较低 , 其原因之一是近缝区在焊后空冷得到的是不均匀的淬硬组织 , 因此常通过焊后热处理来改善焊缝的韧性。 对于细长杆件的摩擦焊接头常采用焊后接头局部回火热处理,但在实际生产中常因回火工艺参数选择不当 ,使焊缝及热影响区的硬度和强度显著下降 , 导致拉伸试件断于焊缝或热影响区 , 使焊缝成为构件的薄弱环节。并且大量试验发现 , 在实际生产的母材焊前热处理过程中 , 热处理工艺参数波动使母材的力学性能不均匀 ; 而摩擦焊焊缝的强度则随着母材强度的变化而变化 , 焊前母材的组织状态与性能是否与摩擦焊接头的组织与性能有直接关系 ,目前有关此方面的研究极少。为此本试验选用石油机械部门中用于制造抽油杆的材料 LY12为母材, 在同样摩擦焊工艺参数下进行摩擦焊,探讨焊后退火热处理工艺对接头强韧性的影响, 从而为工程应用中制定生产工艺提供理论依据[13]。 二、综述与本课题相关领域的研究现状、发展趋势、研究方法及应用领域等 1、连续驱动摩擦焊原理： 连续驱动摩擦焊接是最典型的摩擦焊接方法，其原理是在摩擦压力的作用下被焊界面相互接触，通过相对运动进行摩擦，使机械能转变为热能，利用摩擦热去除界面的氧化物，在顶锻力的作用下形成可靠接头[10]。 2、研究现状： 摩擦燥的概念最早于1891年由英国人J.H.贝文顿提出,至 1956年连续驱动摩擦焊(FRW)由前苏联学者首先试验成功。此后,摩擦焊作为一种优质、高效、节能和无污染的先进焊接方法,已被众多发达国家作为一项技术政策而大力推广应用10年的研究发展，现在国外已经进入大规模的工业化应用阶段尤其在美国的宇航工业、欧洲的船舶制造工业、日本的高速列车制造等工业制造领域得到了非常成功的应用。 船舶制造和海洋工业：船舶制造和海洋工业是摩擦焊首先得到商业应用的两个工业领域。 在航天领域，摩擦焊在宇航领域的工业应用范围主要为：机翼、机身、尾翼、飞机油箱；外挂燃料箱；运载火箭、航天飞机的低温燃料筒；军用和科学研究火箭和导弹；熔焊接构件的修理等。 铁路运输工业：利用摩擦焊技术来制造高速列车已经取得成功，摩擦焊在列车制造领域的应用主要为：高速列车、轨道货车、地铁车厢和有轨电车、轨道油轮和货物驳船、集装箱体等。 陆路交通工业：目前应用主要为在发动机引擎和汽车底盘和车甚支架、汽车轮鼓液压成型管附件、汽车车门预成型件、车体空间框架、卡车车体、载货车的尾部升降平台、汽车起重器、装甲车的防护甲板、汽车燃料箱、敞篷旅行车、公共汽车和机场运输车、轻合金摩托车和自行车、人工关节和零件、逃生交通工具、镁合金和铝合金的连接。 建筑工业：摩擦焊在民用建筑工业的应用主要为：铝合金桥梁、铝合金、铜合金、镁合金装饰板、门窗框架铝、合金管线、电厂和化学工厂的铝合金反应器、热交换器、中央空调、管状结构件制造等。 电子工业：电子工业对摩擦焊的兴趣也在增加，其应用主要表现为：发动机壳体、电器连接件、电器封装等。 其他工业领域：在其他工业领域搅，摩擦焊也有较多应用。例如，冰箱冷却板、厨房电器和设备、白色家用物品和工具、天然器、液化气储箱和容器、家庭装饰等[4]。 三、对本课题将要解决的主要问题及解决问题的思路与方法、拟采用的研究方法（技术路线）或设计（实验）方案进行说明 1.本课题要解决的主要问题： 本课题是以硬铝LY12棒材为研究对象，研究不同退火温度、保温时间时接头的抗拉强度测试、接头弯曲强度试验。 （1）比较不同退火温度下进行热处理的铝合金摩擦焊后的焊接接头力学性能的区别，确定一个