鎂合金因其性能優(yōu)異而備受關注,但是它在鑄造過程中極易出現(xiàn)缺陷,導致鑄件報廢。補焊是一種修補缺陷的有效方法,在工業(yè)生產中得到廣泛應用。但在鎂合金薄壁件的補焊過程中,容易出現(xiàn)焊接裂紋等缺陷。本文以ZM6鎂合金薄壁鑄件為研究對象,通過X射線物相分析(XRD)、光學顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜分析(EDS)、背散射電子像分析(BSE)、顯微硬度測試以及拉伸試驗等分析測試手段,研究了薄壁件補焊裂紋形成機理和焊接電流、鑄件壁厚對焊接接頭組織和性能的影響規(guī)律。通過對ZM6薄壁件補焊裂紋分析發(fā)現(xiàn),補焊裂紋為液化裂紋和結晶裂紋兩類。合金元素Nd在晶界處富集形成低熔點共晶相,產生液化裂紋。結晶裂紋的周圍有Nd和Zn偏析。在本實驗條件下,隨著焊接電流的增大,焊縫區(qū)內晶粒尺寸減小。當焊接電流為240 A時,焊縫區(qū)的晶粒尺寸最小,為11.7μm;但焊縫區(qū)中有結晶裂紋產生。顯微硬度測量顯示,焊縫區(qū)的顯微硬度隨著焊接電流的增大而升高。當焊接電流為240 A時,其顯微硬度最大為64。拉伸試驗結果表明,隨著焊接電流的增大,焊接接頭的抗拉強度先增大后減小,在焊接電流為220 A時,抗拉強度達到最大值137 MPa。試樣的斷裂位置在熱影響區(qū)。當斷裂位置接近于母材區(qū)時,斷裂形式以解理斷裂為主;但是當斷裂位置更接近于焊縫區(qū)時,斷裂形式更傾向于準解理斷裂。隨板材壁厚的增加,焊縫區(qū)的平均晶粒直徑先增大后減小;壁厚6 mm時,取得最大晶粒直徑21.0μm。當板材壁厚超過6 mm后,試樣的熱影響區(qū)中都有液化裂紋的存在。顯微硬度測量顯示,隨著板材壁厚的增加,焊縫區(qū)的顯微硬度先減小后增大。當壁厚為6 mm時,硬度最小為51;當壁厚為10 mm時,硬度值最大為65。拉伸實驗結果表明,在壁厚為8 mm時,焊接接頭的抗拉強度最大為130 MPa。
【學位單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2016
【中圖分類】：TG457.19
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究的背景及意義
    1.2 鎂合金及其常用焊接技術簡介
        1.2.1 鎂及ZM6鎂合金的基本性能
        1.2.2 鎂合金的焊接性分析
        1.2.3 鎂合金的常用焊接方法簡介
    1.3 鎂合金補焊國內外研究現(xiàn)狀
    1.4 主要研究內容
第2章 實驗材料及實驗方法
    2.1 實驗流程
    2.2 實驗材料
    2.3 焊前處理
    2.4 顯微組織觀察
        2.4.1 金相組織觀察
        2.4.2 XRD物相分析
        2.4.3 SEM及斷口分析
    2.5 力學性能測試
        2.5.1 顯微硬度測試
        2.5.2 室溫拉伸實驗
第3章 焊接裂紋產生機理分析
    3.1 引言
    3.2 焊接接頭組織分析
        3.2.1 XRD結果分析
        3.2.2 OM顯微組織分析
        3.2.3 SEM顯微組織分析
    3.3 焊接裂紋及產生機理分析
        3.3.1 液化裂紋分析
        3.3.2 結晶裂紋分析
    3.4 本章小結
第4章 焊接電流對接頭組織及性能的影響
    4.1 引言
    4.2 焊接電流對接頭組織及裂紋的影響
        4.2.1 焊接電流對接頭組織的影響
        4.2.2 焊接電流對裂紋的影響
    4.3 焊接電流對力學性能的影響
        4.3.1 焊接電流對顯微硬度的影響
        4.3.2 焊接電流對拉伸性能的影響
    4.4 本章小結
第5章 壁厚變化對接頭組織及性能的影響
    5.1 引言
        5.1.1 壁厚變化對接頭組織的影響
        5.1.2 壁厚變化裂紋敏感性的影響
    5.2 壁厚變化對力學性能的影響
        5.2.1 壁厚變化對顯微硬度的影響
        5.2.2 壁厚變化對拉伸性能的影響
    5.3 小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文
致謝

【參考文獻】

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本文編號：2853559