鎂合金攪拌摩擦焊在焊接過程中不熔化鎂合金,且焊接區(qū)域不填加填充材料,與傳統(tǒng)熔化焊相比,能夠獲得高質量的焊縫。然而,鎂合金及其焊接件的耐蝕性差,極大地限制了其應用范圍。因此,研究鎂合金攪拌摩擦焊接頭的腐蝕行為以及腐蝕防護技術在工程領域具有重要意義。本研究在前期預實驗時已獲得較佳焊接參數(shù),并以此為基礎,采用小型靜龍門式攪拌摩擦焊設備完成對AZ31B鎂合金的焊接。根據(jù)微觀組織特點將焊接接頭分為熱影響區(qū)（HAZ）、母材區(qū)（BM）、焊核區(qū)（SZ）以及熱機械影響區(qū)（TMSZ）。研究了焊接接頭不同區(qū)域的腐蝕行為,并初步探討了腐蝕機理。對攪拌摩擦焊接頭進行微弧氧化處理（MAO）,然后在微弧氧化膜層表面進行化學鍍（EN）,得到了微弧氧化/化學鍍（MAO/EN）復合膜層。通過焊接接頭各區(qū)域膜層表面及截面的微觀組織結構、物相組成的分析、電化學腐蝕實驗和浸泡腐蝕實驗,研究了微弧氧化膜層和微弧氧化/化學鍍復合膜層的腐蝕行為,初步探討了微弧氧化膜層和復合膜層對焊接接頭的腐蝕防護機理。結果表明:（1）AZ31B鎂合金攪拌摩擦焊接頭的不同區(qū)域微觀組織存在差異。母材區(qū)的Al-Mn-Fe相為細條狀;熱影響區(qū)平均晶粒尺寸約... 

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激光焊接示意圖[24]

吉林大學碩士學位論文4圖1.2超聲波焊接示意圖[26]Figure1.2Schematicdiagramofultrasonicwelding[26]攪拌摩擦焊接（FSW）是一種固態(tài)焊接技術，是由英國焊接學會發(fā)明的。FSW的示意圖如圖1.3所示[28]。攪拌摩擦焊（FSW）在金屬連接領域具有巨大的應用潛力。當焊接鎂或輕質合金時，F(xiàn)SW具有許多優(yōu)勢。在冶金方面，加工過程中不會損失合金元素，即使在長焊縫中變形和收縮率也低。在環(huán)境因素方面，F(xiàn)SW不需要保護氣體，也無需表面清潔。在安全性方面，焊接過程無輻射和飛濺。在能源方面，F(xiàn)SW所需能量極少，約為激光焊接所需能量的2.5%。在機械特性方面，F(xiàn)SW可得到具有高焊接強度的焊縫[29]。因此FSW領域的相關技術研究與開發(fā)一直在迅速發(fā)展，有許多公司、研究機構和大學不斷的對焊接工藝與原理展開探究。一些研究表明，刀具的幾何形狀在材料流動中起著至關重要的作用。Padmanaban等[30]研究了工具銷輪廓，肩部直徑和工具材料對AZ31B鎂合金攪拌摩擦焊接的影響。對于鎂合金的FSW來說，設計具有低成本和使用壽命長的工具仍然是研究人員面臨的挑戰(zhàn)。工具的材料特性（強度、硬度、斷裂韌性、熱膨脹系數(shù)和導熱率）會影響焊接質量。除了焊接刀具幾何形狀外，攪拌摩擦焊過程中兩個重要參數(shù)：工具轉速（rpm）和焊接速度（mm/min）也會對焊接接頭質量產(chǎn)生較大的影響。Lee等[31]研究了不同的攪拌摩擦焊接參數(shù)對AZ31B-H24鎂合金焊接接頭力學性能的影響，并指出焊接接頭強度隨著工具旋轉速度的增加和焊接速度的降低而增加。研究人員還研究了FSW接頭的微觀組織，并對其進行了分區(qū)。研究結果證實焊接接頭各個區(qū)域中的這些微觀結構變化對焊后性能具有重要影響[32]。因此，對于研究者而言，控制攪拌摩擦焊過程中鎂合金的微觀組織演變非常重要。

第1章緒論5圖1.3攪拌摩擦焊示意圖[28]Figure1.3Schematicdiagramoffrictionstirwelding[28]1.2.2鎂合金焊接接頭的腐蝕AZ31B鎂合金的焊接使用鎢極氬弧焊進行，Hamu等[33]研究了焊接后AZ31B鎂合金的顯微組織和腐蝕行為之間的聯(lián)系。在焊接過程中，由于焊縫鎂合金高的冷卻速度和低的固態(tài)擴散性，導致微偏析。這種微偏析的結果是，最后要固化的液體具有低共熔成分，并且固化為兩相，分別為Mg2Si和Mg32（Al，Zn）49，這些在焊縫中新形成的相，對于α-Mg來說是陰極，構成微電偶會加速焊縫的腐蝕。表面上大量Mg32（Al，Zn）49相會產(chǎn)生更多的微電流位點。在此研究中，電化學測試證實了微觀組織的觀察結果，焊縫區(qū)的腐蝕電流是母材以及熱影響區(qū)的兩倍。對于鎂合金釬焊，Wielage等[34]將新開發(fā)的Al-Mg-Zn基材料作為鎂鋁異種金屬焊接的填充金屬。通過觀察分析發(fā)現(xiàn)，焊縫區(qū)的金屬間化合物可以標識為Mg5Zn2Al2，Mg32（Zn，Al）49和MgZn2。在所有情況下，這些金屬間化合物都比鎂基材料的腐蝕電位要高。與龐大的基礎材料相比，鎂合金之間的焊接點對連接的零件沒有不利影響。由于陰極和陽極之間的面積比很低，因此只能觀察到很小的腐蝕電流。接頭區(qū)域腐蝕無明顯差異，通過對比電化學曲線也可以證實，焊縫區(qū)與母材區(qū)腐蝕電流密度與腐蝕電位幾乎沒有差別。因此，采用這種填充料焊接的鎂合金接頭不需要特殊的腐蝕防護。此外，已證明利用攪拌摩擦焊在對鎂合金完成焊接后，鎂合金焊接接頭的耐腐蝕性發(fā)生了改變。Kannan等[35]發(fā)現(xiàn)利用攪拌摩擦焊對鎂合金AZ31完成焊接后，其SCC（StressCorrosionCracking）敏感性高于母材。同時，還發(fā)現(xiàn)焊核區(qū)比母材具有更高的抗點蝕性能。Song等[36]發(fā)現(xiàn)鎂合金嵌入鐵污染物會造成腐蝕性能下降，而在焊接過程

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[2]高性能泡沫鎂的制備及其壓縮性能研究[D]. 石守泉.吉林大學 2019
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[5]鎂合金表面激光合金化SiC-316L復合涂層研究[D]. 鄭美珠.華東交通大學 2012
[6]鎂合金幾種不同焊接接頭的腐蝕行為及其防護[D]. 孫轉平.吉林大學 2010
[7]鎂合金攪拌摩擦焊工藝及焊縫腐蝕防護研究[D]. 陳顯君.吉林大學 2009



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