本文關(guān)鍵詞：鎂與鋁異種金屬GTAW焊接區(qū)組織結(jié)構(gòu)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《山東大學》 2015年

鎂與鋁異種金屬GTAW焊接區(qū)組織結(jié)構(gòu)的研究

杜紅燕  

【摘要】：鎂合金具有密度低、比強度高、導熱和導電性好等優(yōu)點,在輕型運載設(shè)備中具有良好的應(yīng)用前景。鋁合金作為主體結(jié)構(gòu)材料,在輕型運載設(shè)備中已獲得了廣泛的應(yīng)用。Mg/Al復合結(jié)構(gòu)可以綜合兩種合金各自的性能優(yōu)勢,實現(xiàn)零部件的輕量化。實現(xiàn)鎂與鋁異種金屬的可靠焊接具有重要意義。本文采用填絲鎢極氬弧焊(GTAW)對鎂與鋁異種金屬進行焊接,研究不同填充材料對焊接接頭組織結(jié)構(gòu)的影響,特別是Al、Mg、Si等元素對焊接區(qū)金屬間化合物分布的影響,并改善焊接接頭的組織。利用金相顯微鏡(OM)和掃描電鏡(SEM)對鎂與鋁異種金屬焊接接頭的顯微組織進行了分析。鎂與鋁異種金屬GTAW接頭鎂側(cè)熔合區(qū)分為半熔化結(jié)晶區(qū)和熔化結(jié)晶區(qū),金屬間化合物主要存在于熔化結(jié)晶區(qū)。結(jié)合焊縫凝固過程和顯微組織分析,熔化結(jié)晶區(qū)主要是a(Mg)+-γ(Al12Mg17)共晶組織和金屬間化合物；焊縫主要為α(Al)的共晶組織,組織形態(tài)上分為粗晶和細晶。采用鋁硅合金焊絲(SA14043、SA14047)時,鋁側(cè)熔合區(qū)和焊縫區(qū)有初晶Si、Mg2Si、SiAl4等相；采用鋁鎂合金焊絲(SA15356、 SA15183)時,鋁側(cè)熔合區(qū)和焊縫區(qū)有脆性Mg2Si、Al3Mg2等相。利用能譜儀(EDS)、X射線衍射儀(XRD)對鎂與鋁異種金屬接頭焊接區(qū)相結(jié)構(gòu)進行分析。EDS分析表明,在鎂側(cè)熔合區(qū)的胞狀晶區(qū),Mg、Al元素含量基本保持不變,組織為α(Mg)+γ(Al12Mg17)共晶組織,胞狀樹枝晶區(qū)為α(Mg)的共晶組織與金屬間化合物,樹枝狀晶區(qū)主要存在金屬間化合物；鋁側(cè)熔合區(qū)存在α(Al)和α(Al)的共晶組織。XRD分析表明,采用SA14043、SA14047焊絲獲得焊接接頭金屬間化合物相有Mg2Si、Al12Mg17、AlMg、Al3Mg2,Mg2Si相使低熔點金屬問化合物彌散分布；SA15183、SA15356焊絲獲得接頭存在金屬間化合物相Al12Mg17、AlMg、Al3Mg2。顯微硬度測定結(jié)果可知,采用SA14043、SA14047焊絲的接頭中,鎂側(cè)熔合區(qū)未形成連續(xù)片狀金屬間化合物層,金屬間化合物呈彌散分布,且采用SA14047焊絲GTAW焊接鋁側(cè)熔合區(qū)軟化現(xiàn)象明顯改善。采用SA15183、SA15356焊絲的接頭中,金屬間化合物產(chǎn)生區(qū)域較寬,并呈連續(xù)片狀分布,顯微硬度高達250HVSog,采用SA15356焊絲時,鋁側(cè)熔合區(qū)未出現(xiàn)軟化現(xiàn)象。采用GTAW對鎂合金(AZ31)和鋁合金(7005)進行焊接性試驗,揭示了Si、Mg等元素對接頭組織結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律。通過過渡低Si含量的合金元素,改變了金屬間化合物的分布狀態(tài),改善了焊接接頭組織結(jié)構(gòu),解決了鎂與鋁異種金屬熔焊接頭易發(fā)生脆性斷裂的問題。這為推動鎂與鋁異種金屬熔焊連接的研究及應(yīng)用提供了試驗和理論依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】：
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG457
【目錄】：

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本文編號：166930