硕士论文-CSNS低温管道异种金属的摩擦连接
文献类型：学位论文
| 作者 | 杨志强 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2012 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 陈元柏 |
| 关键词 | 慢化器 低温管道 异种金属 惯性摩擦焊接 SS316不锈钢 6061Al-T6铝合金 |
| 学位专业 | 材料工程 |
| 中文摘要 | 液氢慢化器作为中国散裂中子源（CSNS）的核心部件，其主要作用是慢化散裂反应产生的中子。散裂中子与氢核（质子）多次弹性碰撞和能量交换后，成为低能冷中子，通过中子引出装置输送到中子谱仪处，供中子物理实验使用。慢化器容器使用6061Al-T6铝合金，而与之配套的冷却系统的管道采用的是SS316不锈钢。因此，本课题主要解决的是SS316不锈钢和6061Al-T6铝合金异种金属材料的连接问题。本文对国内外异种金属结构的连接技术做了充分调研，并对常用焊接方法的优点和不足做了进一步分析和比较。在深入研究SS316不锈钢和6061Al-T6铝合金两种金属材料本身具备的化学及物理性能之后，选择特殊的压力焊焊接方式——惯性摩擦焊作为连接工艺，转速1300 r/min，顶锻压力850PSI，转动惯量258kg*m2等。与常用的“平对平模式”相比，采用“锥角对平端开孔”的模式。即将SS316不锈钢端加工成不同角度的锥形，同时为了防止6061Al-T6铝合金端开裂，并方便加工过程中飞边顺利排出，在铝合金端中心处开了一个?8mm的孔。; 针对对接锥角焊接试样的焊缝做了室温和液氮温度77K条件下的力学性能测试，并利用扫描电子显微镜（SEM）做了EDS点扫描、线扫描分析。结果表明：①采用这种“锥角对平端开孔”的模式进行摩擦焊加工是可行的；②在常温条件下三种锥角的焊缝强度都大于铝合金端母材强度的80%（240MPa），在低温77K条件下，锥角70度和锥角80度的焊缝强度远大于铝合金端母材强度的80%（240MPa），而锥角90度的焊缝强度约为235.4MPa；③不论是常温还是低温77K条件下，三种锥角焊缝强度的变化特点是：整体上来说焊缝强度随着角度的增大呈下降的趋势，而针对不同锥角的焊缝，其力学性能最好的几何位置约在离圆棒中心2/3处。本文在国内外针对异种金属摩擦焊接方法的探索中，首次采用“锥角对平端开孔”的模式，并得到了很好的测试结果。这种方法应用在中国散裂中子源（CSNS）低温系统中的退耦合氢慢化器中，可以有效解决铝合金和不锈钢异种金属的连接难题。因此，本课题的研究具有很重要的理论意义和应用价值。 |
| 学科主题 | 材料工程 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2016-02-25 |
| 源URL | [http://ir.ihep.ac.cn/handle/311005/209384]  |
| 专题 | 实验物理中心_学位论文和出站报告 |
| 作者单位 | 中国科学院高能物理研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 杨志强. 硕士论文-CSNS低温管道异种金属的摩擦连接[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2012. |
入库方式： OAI收割
来源：高能物理研究所
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