【摘要】：鎂合金作為目前世界上最輕質(zhì)的商用金屬結(jié)構材料,在3C產(chǎn)品、國防軍工、航空航天以及汽車輪船等領域都有廣闊的應用前景,在工業(yè)生產(chǎn)制造中也常常涉及到鎂合金的焊接技術。本文研究了不同工藝參數(shù)對AZ31鎂合金和ME21鎂合金同種材料TIG焊與攪拌摩擦焊接頭組織及性能的影響,并且探究了焊后熱處理對AZ31鎂合金和ME21鎂合金焊接接頭組織及性能的影響,通過顯微組織觀察、掃描電鏡及能譜分析、顯微硬度分析、室溫拉伸試驗、XRD分析等分析方法,得到以下結(jié)論:(1)在70A、80A、90A、100A和110A五種電流下對3mmAZ31鎂合金進行對接TIG焊,實驗結(jié)果表明:焊縫區(qū)組織為細小的等軸狀α-Mg基體相和沿晶界析出的細小Mg_(17)Al_(12)相,熱影響區(qū)組織粗大且不均勻�？估瓘姸入S著電流的增加先增大后減少,焊縫組織晶粒尺寸隨著電流的增大而增大。當焊接電流為90A時,最大抗拉強度為190MPa,焊縫成形良好,焊接接頭系數(shù)為73%。斷口呈脆性和韌性混合性斷裂,接頭顯微硬度呈“W”形分布,焊縫熔合區(qū)硬度分布不均。AZ31鎂合金TIG焊接頭經(jīng)過400℃×1h的熱處理,焊接接頭抗拉強度達到230MPa,焊接接頭系數(shù)為89.2%,接頭顯微硬度仍呈“W”型分布,熔合區(qū)硬度更加均勻,起伏平緩。斷口以韌性斷裂為主。經(jīng)過熱處理,AZ31鎂合金TIG焊接頭組織及性能有所提高。(2)在攪拌頭旋轉(zhuǎn)速度為1200r/min,焊接速度分別60mm/min、80mm/min和100mm/min,對3mm厚AZ31鎂合金進行對接攪拌摩擦焊,實驗結(jié)果表明:焊接速度為80mm/min、下壓量為0.25mm、傾角為2.5°時,焊接接頭系數(shù)最大達到81%,最大抗拉強度達到186MPa,最大屈服強度達到122MPa,焊接接頭的伸長率為3.2%。經(jīng)過250℃×1h的熱處理后,焊接接頭的最大抗拉強度、屈服強度和伸長率分別為197MPa、126MPa和3.5%,同比增加了5%、4%和0.3%,焊接接頭系數(shù)達到86%。熱處理后焊縫區(qū)顯微硬度均有下降,但對于焊核區(qū)硬度值比熱處理前更加均勻。對比熱處理前后XRD及EDS能譜分析,熱處理后并未有新相生成。(3)在電流為105A、115A、125A和135A四種電流下,3mm厚ME21鎂合金擠壓板材進行對接TIG焊,實驗結(jié)果表明:焊接接頭力學性能隨電流的增加先增大后減小,當電流為115A時,焊縫表面質(zhì)量好,無明顯缺陷,焊縫成型較好,最大抗拉強度達到166MPa,最大屈服強度為107MPa。此時焊接接頭系數(shù)達到75.5%,最大屈服強度為母材的76.4%。經(jīng)過470℃×4h熱處理后,最大抗拉強度由166MPa增加至184MPa,增加了11%,焊接接頭系數(shù)為84%,比熱處理前提高了10%;屈服強度由原來的107MPa增至115MPa,增加了7%,達到母材屈服強度的82%。熱影響區(qū)的晶界比熱處理前更加清晰,晶界間的化合物有所消除,熔合區(qū)硬度值均勻性更好。(4)在攪拌頭旋轉(zhuǎn)速度為1500r/min,焊接速度分別10mm/min、20mm/min和30mm/min和40mm/min四種不同的焊接速度下進行3mm厚ME21鎂合金攪拌摩擦焊,實驗結(jié)果表明:當轉(zhuǎn)速為1500r/min,焊接速度為10mm/min時,此時ME21鎂合金攪拌摩擦焊接頭的最大抗拉強度為152MPa,焊接接頭系數(shù)為69%;最大屈服強度為106MPa,為母材屈服強度的75%。經(jīng)過470℃×4h熱處理后,焊縫組織中有少量Mn顆粒析出,力學性能有所下降,這可能是熱處理溫度及時間選擇不合理造成焊核區(qū)晶粒尺寸異常增大,使得焊接接頭熱影響區(qū)和熱機械影響區(qū)晶粒粗化導致力學性能下降。
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG407

【參考文獻】

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本文編號：2717654