針對2.0 mm厚的AZ31B鎂合金以及1.0 mm厚的SPHC鍍鋅鋼板,采用kDWJ-17型三相次級整流電阻焊機(jī)進(jìn)行焊接試驗,通過對接頭的金相觀察、掃描電鏡分析,結(jié)合原子結(jié)合能研究點焊接頭拉剪斷裂特征.結(jié)果表明,點焊接頭斷裂的形式呈現(xiàn)結(jié)合面斷裂和紐扣斷裂兩種方式,紐扣斷裂抗拉剪力學(xué)性能優(yōu)于結(jié)合面斷裂,紐扣斷裂斷口是以韌性斷口為主,脆性斷裂為輔的混合斷口.熔核區(qū)以Fe-Al化合物為主時發(fā)生紐扣斷裂,熔合線邊緣晶粒尺寸粗大以及熔核區(qū)Fe-Al化合物結(jié)合能大,使其斷裂位置在熔合線邊緣.熔核區(qū)以Mg-Zn化合物為主時發(fā)生結(jié)合面斷裂,其Mg-Zn化合物結(jié)合能偏小,容易被拉斷. 

【文章來源】：焊接學(xué)報. 2017,38(05)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

焊件試樣尺寸(mm)

第5期鄭森，等:鎂合金/鍍鋅鋼板電阻點焊接頭拉剪斷裂分析1052試驗結(jié)果及分析2．1拉剪斷裂宏觀特征分析在對AZ31B鎂合金/SPHC鍍鋅鋼異種金屬電阻點焊中，當(dāng)工藝參數(shù)為T(焊接時間)=8周波、I(焊接電流)=32kA、P(電極壓力)=7kN，得到最大拉剪力為6．97kN，為AZ31B鎂合金/SPHC鍍鋅鋼異種金屬電阻點焊的最佳工藝參數(shù)．在對該條件下焊出的焊接接頭進(jìn)行拉伸試驗，會出現(xiàn)一種紐扣斷裂斷裂模式，如圖2所示．焊點被從鎂合金側(cè)完整拉出，在鎂合金板上留下一個圓形孔洞，在鍍鋅鋼側(cè)留下貌似紐扣狀的熔核．當(dāng)在非最佳工藝參數(shù)下，熱輸入較小的時候，其焊接接頭在拉剪力下呈現(xiàn)結(jié)合面斷裂，在鎂合金和鍍鋅鋼板上只呈現(xiàn)一個圓形切面，如圖3可以看出在其它條件不變時，I=26kA時斷口表面較粗糙．在拉剪力的作用下，從熔核邊緣斷裂發(fā)展到熔核中心斷裂而來，相比紐扣斷裂接頭抗拉剪強度更�。畧D2紐扣斷裂Fig.2Buttonfracture圖3結(jié)合面斷裂Fig.3Junctionsurfacefracture熔核邊緣是鎂合金與鍍鋅鋼板電阻點焊中的薄弱區(qū)域，是熔核區(qū)與熱影響區(qū)的交界處．在最佳工藝參數(shù)作用下，熱影響區(qū)與熔核區(qū)在化學(xué)成分和組織上均存在比較大的差異．圖4為接頭熔核區(qū)與熱影響區(qū)的顯微組織形貌，可以看出，熔核區(qū)晶粒偏細(xì)小，而熱影響區(qū)晶粒偏大，熔合線邊緣晶粒比熱影響區(qū)晶粒還要偏大．熔核區(qū)與熔合線邊緣晶粒尺寸的過渡較快，使得應(yīng)力集中容易出現(xiàn)，當(dāng)在拉剪力作用下，此處會優(yōu)先開始出現(xiàn)裂紋并擴(kuò)展，裂紋將沿兩交接處發(fā)展并又向熔核邊緣處擴(kuò)展至母材表面，因而形成紐扣斷裂．當(dāng)在非最佳工藝參數(shù)下時，由于熱輸入量少，使得焊接接頭處金屬的熔化量偏少，接頭的熔核直徑會較小，熔核中心等軸晶區(qū)域偏小，在拉剪力作用下，等軸晶抵抗拉剪力發(fā)揮的作用偏小，因

在對AZ31B鎂合金/SPHC鍍鋅鋼異種金屬電阻點焊中，當(dāng)工藝參數(shù)為T(焊接時間)=8周波、I(焊接電流)=32kA、P(電極壓力)=7kN，得到最大拉剪力為6．97kN，為AZ31B鎂合金/SPHC鍍鋅鋼異種金屬電阻點焊的最佳工藝參數(shù)．在對該條件下焊出的焊接接頭進(jìn)行拉伸試驗，會出現(xiàn)一種紐扣斷裂斷裂模式，如圖2所示．焊點被從鎂合金側(cè)完整拉出，在鎂合金板上留下一個圓形孔洞，在鍍鋅鋼側(cè)留下貌似紐扣狀的熔核．當(dāng)在非最佳工藝參數(shù)下，熱輸入較小的時候，其焊接接頭在拉剪力下呈現(xiàn)結(jié)合面斷裂，在鎂合金和鍍鋅鋼板上只呈現(xiàn)一個圓形切面，如圖3可以看出在其它條件不變時，I=26kA時斷口表面較粗糙．在拉剪力的作用下，從熔核邊緣斷裂發(fā)展到熔核中心斷裂而來，相比紐扣斷裂接頭抗拉剪強度更小．圖2紐扣斷裂Fig.2Buttonfracture圖3結(jié)合面斷裂Fig.3Junctionsurfacefracture熔核邊緣是鎂合金與鍍鋅鋼板電阻點焊中的薄弱區(qū)域，是熔核區(qū)與熱影響區(qū)的交界處．在最佳工藝參數(shù)作用下，熱影響區(qū)與熔核區(qū)在化學(xué)成分和組織上均存在比較大的差異．圖4為接頭熔核區(qū)與熱影響區(qū)的顯微組織形貌，可以看出，熔核區(qū)晶粒偏細(xì)小，而熱影響區(qū)晶粒偏大，熔合線邊緣晶粒比熱影響區(qū)晶粒還要偏大．熔核區(qū)與熔合線邊緣晶粒尺寸的過渡較快，使得應(yīng)力集中容易出現(xiàn)，當(dāng)在拉剪力作用下，此處會優(yōu)先開始出現(xiàn)裂紋并擴(kuò)展，裂紋將沿兩交接處發(fā)展并又向熔核邊緣處擴(kuò)展至母材表面，因而形成紐扣斷裂．當(dāng)在非最佳工藝參數(shù)下時，由于熱輸入量少，使得焊接接頭處金屬的熔化量偏少，接頭的熔核直徑會較小，熔核中心等軸晶區(qū)域偏小，在拉剪力作用下，等軸晶抵抗拉剪力發(fā)揮的作用偏小，因而裂紋從熔合線邊緣開始生成，并將沿著拉剪力的方向穿晶而過，致使熔核出現(xiàn)結(jié)合面斷裂形式．圖4熔合線

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鎂合金電阻點焊接頭中的缺陷[J]. 王亞榮,張忠典.  焊接學(xué)報. 2006(07)
[2]變形鎂合金的研究、開發(fā)及應(yīng)用[J]. 余琨,黎文獻(xiàn),王日初,馬正青.  中國有色金屬學(xué)報. 2003(02)
[3]鎂及鎂合金的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展[J]. 張高會,張平則,潘俊德.  世界科技研究與發(fā)展. 2003(01)



本文編號：3300740