鎂合金-鋁合金CMT焊接技術(shù)研究.pdf

1、隨著節(jié)能減排和輕量化目標(biāo)的提出，鎂合金和鋁合金的應(yīng)用越來越廣，鎂/鋁的焊接問題會(huì)不可避免的遇到。由于鎂/鋁焊接容易出現(xiàn)金屬間化合物、氣孔和裂紋等缺陷，使用傳統(tǒng)的焊接方法難以獲得性能良好的焊接接頭。冷金屬過渡技術(shù)(CMT)是一種新型焊接技術(shù)，它能大大降低焊接熱輸入，通過采用CMT技術(shù)使鎂/鋁異種金屬達(dá)到高強(qiáng)度的連接，對(duì)生產(chǎn)應(yīng)用具有重大意義。
　　本文采用CMT焊接技術(shù)對(duì)1.5 mm厚的AZ31B鎂合金和6061鋁合金進(jìn)行連接，首先，

2、選用 AlSi5焊絲進(jìn)行搭接焊試驗(yàn)，尋找合適的焊接工藝參數(shù)，并分析氣孔、裂紋和金屬間化合物形成的原因；其次，依次使用AlSi5、AlSi12和AlMg5焊絲作為填充金屬，使用0.1mm的鋅箔為輔助夾層進(jìn)行試驗(yàn)，找出力學(xué)性能最優(yōu)的焊絲并分析合金元素的作用機(jī)理；最后，在鋅夾層輔助下采用不同的熱輸入進(jìn)行焊接，分析不同的焊接熱輸入對(duì)鎂/鋁焊接接頭力學(xué)性能和元素分布的影響。
　　以上研究結(jié)果表明：采用 AlSi5焊絲作為填充金屬直接焊時(shí)，焊

3、接接頭出現(xiàn)了氣孔和裂紋缺陷，鎂側(cè)熔合區(qū)生成了約40μm的鎂鋁金屬間化合物，拉伸斷裂發(fā)生在鎂側(cè)熔合區(qū)，斷裂性質(zhì)為脆性斷裂，斷口處存在Al12Mg17、AlMg和Al3Mg2等金屬間化合物。這些脆硬的化合物在鎂側(cè)熔合區(qū)和鎂側(cè)焊縫區(qū)呈連續(xù)分布，惡化了接頭的力學(xué)性能。在此基礎(chǔ)上采用AlSi5焊絲作為填充金屬，使用0.1 mm鋅箔為夾層進(jìn)行焊接，鎂側(cè)熔合區(qū)的寬度變寬，并且生成了鎂鋅化合物，鎂鋅化合物和鎂鋁化合物在鎂側(cè)熔合區(qū)相間分布，一定程度上防止

4、了裂紋的產(chǎn)生，接頭力學(xué)性能相對(duì)鎂/鋁直接焊提高了30％。
　　分別采用AlMg5和AlSi12焊絲作為填充金屬在鋅夾層輔助下進(jìn)行焊接，使用AlMg5焊絲進(jìn)行焊接時(shí)，鎂側(cè)熔合區(qū)生成了MgZn2和Al12Mg17，接頭力學(xué)性能相對(duì)使用AlSi5焊絲無明顯變化，拉伸斷裂發(fā)生在鎂側(cè)熔合區(qū)。使用 AlSi12焊絲進(jìn)行焊接時(shí)，鎂側(cè)熔合區(qū)生成了Mg2Si、MgZn2和Al12Mg17，它們相間分布，接頭力學(xué)性能相對(duì)于使用AlSi5加鋅箔時(shí)提高了