Cu-CR-Zr合金的攪拌摩擦焊及焊后熱處理工藝對焊縫性能的影響研究.pdf

1、Cu-Cr-Zr合金以其高強高導的優(yōu)異性能，成為新一代艦用電機轉(zhuǎn)子導條與端環(huán)的首選材料。但是現(xiàn)有的常規(guī)熔焊方法易出現(xiàn)氣孔、未焊合、裂紋等焊縫缺陷，以及焊縫接頭力學性能和電學性能下降嚴重，而且難以進行大厚度焊接，這將嚴重的制約著高強高導銅合金相關(guān)產(chǎn)品的升級與快速發(fā)展。本文針對某新型艦用電機轉(zhuǎn)子焊接工藝難，對Cu-Cr-Zr合金進行攪拌摩擦焊研究，以及為改善焊縫性能，進行了焊后熱處理工藝研究。
　　本文采用有限元分析軟件ANSYS13

2、.0仿真Cu-Cr-Zr合金攪拌摩擦焊三維穩(wěn)態(tài)傳熱模型。仿真結(jié)果表明，焊接高溫區(qū)分布在攪拌工具四周，最高溫度達1220K，并且攪拌工具前進側(cè)與后端溫度分別高于返回側(cè)與前端溫度。通過對比分析加噴水冷卻工藝的Cu-Cr-Zr合金攪拌摩擦焊溫度場結(jié)果，得出焊接過程中加噴水冷卻能有效地控制焊接高溫熱(最高溫度降為1060K)以及縮小焊接高溫區(qū)范圍，因而可以有效地減小高溫焊接熱對焊縫及母材的固溶軟化作用。對Cu-Cr-Zr合金采用加噴水冷卻的攪拌

3、摩擦焊技術(shù)，并分析焊后性能與組織。結(jié)果表明，焊縫接頭性能下降嚴重:抗拉強度264.3MPa，降為母材的59％;屈服強度130.45MPa，降為母材的40.8％;顯微硬度為71HV，僅為母材的50％;電導率為40％IACS，降為母材的67％左右。焊接高溫熱使得焊縫組織中大量彌散強化的沉淀相消失，固溶回到Cu基體中，致使焊后性能大幅下降。最后對焊縫進行425℃、450℃、475℃、500℃、525℃五組溫度熱處理，綜合比較得出熱處理溫度為4