AZ31B-430 TIG-MIG混合焊電弧耦合行為及連接機(jī)制研究.pdf

1、鎂合金具有密度小、比強(qiáng)度高、傳熱性好、電磁屏蔽性好、機(jī)械加工性好、耐沖擊、抗蠕變性好以及可再生等優(yōu)點(diǎn)。而鋼鐵由于其優(yōu)秀的力學(xué)性能，仍占據(jù)著工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的主導(dǎo)地位。尤其是不銹鋼，兼具鋼鐵的力學(xué)性能和優(yōu)秀的防腐性能，近年來發(fā)展更為迅速。任何一種新型金屬在工業(yè)中的發(fā)展及應(yīng)用，都不可避免的面臨與主導(dǎo)金屬的連接問題。因此，鎂合金與不銹鋼連接的可靠性決定著鎂合金未來的發(fā)展前景。焊接是工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛的一種連接手段，將鎂合金與不銹鋼焊接在一起有著重

2、要的意義。
　　目前焊接鎂合金與鋼的方法很多，如激光-TIG復(fù)合焊、攪拌摩擦焊、鎢極氬弧焊、熔化極惰性氣體保護(hù)焊等等，但至今對(duì)間接電弧焊焊接鎂合金與不銹鋼研究較少。本研究通過簡(jiǎn)化間接電弧焊，調(diào)整合適的焊接工藝，運(yùn)用TIG-MIG混合焊焊接鎂合金與鐵素體不銹鋼的方法。通過調(diào)節(jié)焊接工藝參數(shù)，進(jìn)而獲得TIG-MIG混合焊不同的電弧耦合機(jī)制和熔滴過渡方式。通過選擇合適的熔滴過渡方式，使鎂合金焊絲連續(xù)過渡到熔池，形成鎂合金與不銹鋼焊縫。

3、r>　　本文首先研究了不同焊接參數(shù)下，TIG-MIG混合焊電弧耦合行為及焊接穩(wěn)定性。采用高速攝像系統(tǒng)，結(jié)合電流電壓數(shù)據(jù)，分析了TIG-MIG混合焊的電弧耦合機(jī)制及熔滴過渡方式，以及焊接參數(shù)對(duì)電弧耦合機(jī)制及熔滴過渡行為的影響。并通過對(duì)焊接過程中電流電壓時(shí)域、頻域以及Lyaounov常數(shù)的分析，比較了不同電弧耦合機(jī)制及熔滴過渡形式下，焊接過程的穩(wěn)定性。在此基礎(chǔ)之上，對(duì)比并分析了不同中間層厚度、不同焊接速度對(duì)TIG-MIG混合焊焊接AZ31B

4、鎂合金與430鐵素體不銹鋼焊縫成型的影響。最后，研究了鎂合金與不銹鋼焊接接頭的形成過程及連接機(jī)制，并通過光學(xué)顯微鏡，掃描電鏡，能譜分析儀、硬度儀以及萬能力學(xué)試驗(yàn)機(jī)對(duì)接頭的宏觀形貌、微觀組織及拉伸性能進(jìn)行研究，進(jìn)一步分析了不同焊接速度及不同厚度的中間層銅對(duì)焊縫組織及力學(xué)性能的影響。
　　研究結(jié)果表明，在不同焊接參數(shù)下，TIG-MIG混合焊電弧耦合機(jī)制主要有串聯(lián)雙弧和連續(xù)重合電弧兩種，而對(duì)應(yīng)的熔滴過渡方式主要有大滴過渡及搭橋過渡兩種形

5、式。與大滴過渡形式相比，TIG-MIG混合焊熔滴搭橋過渡形式更加穩(wěn)定，焊縫成型更好。與中間層厚度為0.02mm時(shí)相比，中間層厚度為0.1mm的焊縫成型更好。隨著焊接速度的下降，焊接接頭強(qiáng)度先上升后下降。當(dāng)中間層厚度為0.02mm時(shí)，鎂合金與不銹鋼之間主要是依靠機(jī)械咬合作用結(jié)合到一起;當(dāng)中間層銅為0.1mm時(shí)，鎂合金與不銹鋼之間的剪切強(qiáng)度主要受中間層銅與不銹鋼及鎂合金反應(yīng)的金屬間化合物過渡層的影響。TIG-MIG混合焊焊接鎂合金與鐵素體不