鎂合金作為最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料,其工程應(yīng)用領(lǐng)域正在不斷的擴大與深化,新型鎂合金焊接,尤其是異種鎂合金的焊接、鎂合金與同為輕金屬鋁合金之間的焊接,已遇到越來越多的挑戰(zhàn)。通過優(yōu)化焊接工藝參數(shù)以獲得成形良好且力學(xué)性能優(yōu)良的焊接接頭,是目前鎂合金焊接研究的熱點和難點。有部分學(xué)者對異種鎂合金及鎂/鋁合金焊接進(jìn)行研究,使用的焊接方法主要是攪拌摩擦焊或激光焊。鎢極惰性氣體保護(hù)焊（TIG）焊及活性焊接法（A-TIG）由于設(shè)備投資低、電弧穩(wěn)定性高、加熱較集中、焊件變形小等優(yōu)點,業(yè)已成為目前鎂合金焊接中最常用的方法,但將其應(yīng)用于異種鎂合金及鎂/鋁合金之間的焊接研究報道還較為罕見。而采用數(shù)值模擬方法對異種鎂合金材料的TIG（A-TIG）焊接過程進(jìn)行焊接過程的模擬則更少。本文采用鎢極氬弧焊（TIG）和活性鎢極氬弧焊（A-TIG）方法,對異種鎂合金及鎂/鋁合金的焊接性能進(jìn)行研究。以三組不同的異種材料（AZ61/ZK60鎂合金,AZ61/AM60鎂合金以及AZ31鎂合金/6061鋁合金）為研究對象,研究了不同焊接工藝參數(shù)對焊接接頭成形質(zhì)量、微觀組織及力學(xué)性能的影響,建立了三維瞬態(tài)移動熱源作用下異種輕合金焊接熔池數(shù)學(xué)... 

【文章來源】：湘潭大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：117 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－３焊接熱裂紋的宏觀形貌［｜５１??

?第１章緒論???故晶界是焊縫區(qū)的薄弱區(qū)域。在拉應(yīng)力作用下，在焊接接頭尚未冷卻時即發(fā)生開裂［１５］。??ＷＭ??圖１－３焊接熱裂紋的宏觀形貌［｜５１??（ａ）裂紋啟裂處?（ｂ）分叉裂紋?（ｃ）裂紋尾端??圖１－４自熔焊焊接熱裂紋的擴展�。保担�??（３）氣孔??鎂合金在焊接過程中由于需要使用大功率熱源，使得在溫度較高的焊接熔池中??氣體含量較高。在焊接接頭熔池冷卻后，這些氣體會聚集形成宏觀以及微觀氣孔分??布在焊接接頭金屬中，造成接頭力學(xué)性能變差［１＼?Ｙｕ等１１７１通過對耐熱鎂合金激光焊??接的研究，揭示了其接頭氣孔的形成機制，認(rèn)為焊接熔化時母材中預(yù)先存在的微孔??是焊縫中產(chǎn)生氣孔的主要來源。而Ｍａｒｙａ和Ｅｄｗａｒｄｓ［１８］對ＡＺ９１鎂合金焊接的研究??發(fā)現(xiàn)，氣孔率隨焊接速度的變化如圖１－５所示，存在一個極大值。而在焊接速度較低??或達(dá)到一定值（較高值）之后，氣孔率相對較校他們認(rèn)為主要是在焊接速度較小??時，熔池有著相對較長的停留時間，氣泡能夠逸出。若對應(yīng)相對更大的焊接速度，??此時熔池將會很快凝固，但同時氣泡由于高溫只需要很短的時間形成、長大并逸出，??這在一定程度上也降低了氣孔率。??３??

?第１章緒論???＾??ｍａｉＭｍ??開口域??髙頰發(fā)生器??ＴＩＧ燁痿％珊?片?Ｉ?＾４感ｆｌｌ??（直沈成文流）?Ｘ?中．弧丨??工件??圖１－６?ＴＩＧ焊接原理圖??針對鎂合金ＴＩＧ焊接過程中易出現(xiàn)氧化燃燒、裂紋以及熱影響區(qū)過寬、晶粒粗??大等問題，鄭榮等［２１１采用大電流、快速焊接、剛性固定等措施，研究了?ＡＺ３１Ｂ鎂合??金薄板的ＴＩＧ焊接工藝，探索提高鎂合金焊接接頭性能。董長富等［２２］對變形鎂合金??ＡＺ３１Ｂ板材填絲ＴＩＧ焊接工藝及組織性能進(jìn)行了研究，得到了合理的焊接工藝參數(shù)，??并分析了焊縫微觀組織及拉伸斷口的特征。Ｙａｎｇ等［２３］對Ａｌ－Ｍｇ－Ｍｎ－Ｚｒ－Ｅｒ合金ＴＩＧ??焊接的焊縫微觀組織特征進(jìn)行研宄，分析了?Ｅｒ在焊縫中的存在形式及其對焊縫微觀??組織的影響。廖慧敏等｜５］以熱軋態(tài)ＡＺ３１鎂合金薄板為對象，研究了不同焊接熱輸入??對鎂合金ＴＩＧ焊接接頭力學(xué)性能與顯微組織的影響規(guī)律。上述研究都不同程度上發(fā)??現(xiàn)探索了鎂合金焊接方面的共性問題及解決途徑。??為了實現(xiàn)厚板鎂合金的焊接，增加熔深，研究者提出了活性劑鎢極惰性氣體保??護(hù)焊（ＡｃｔｉｖｉｎｇＦｌｕｘＴＩＧ，?Ａ－ＴＩＧ），即在焊接前在母材表面涂覆上一層活性劑，可大??幅提高焊縫熔深劉黎明等［２５１分析了?Ｔｉ０２、ＣｒＺ０３、０（１（：１２和２１１（：１２四種活性劑對??鎂合金Ｔ１Ｇ焊接熔深的影響，研宄發(fā)現(xiàn)四種活性劑都可增加焊縫熔深。沈駿等［ｎ］分??析了焊接電流對ＡＺ３１鎂合金板材涂覆Ｔｉ０２活性劑后活性焊接對接頭宏觀形貌、微??觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的影響，研宄結(jié)果發(fā)現(xiàn)，焊縫的熔深和熔寬比隨著焊接電流的增??加而增加


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