鎂合金攪拌摩擦搭接焊接頭工藝與力學(xué)性能的研究.pdf

1、本文采用攪拌摩擦焊技術(shù)對(duì)2mm厚度的擠壓態(tài)變形AZ61B鎂合金進(jìn)行搭接實(shí)驗(yàn)，主要研究了不同焊接工藝參數(shù)對(duì)接頭連接性能的影響，文中選取的焊接工藝參數(shù)主要包括了旋轉(zhuǎn)速度、焊接速度、軸肩下壓量、攪拌頭形狀、受載方式等。通過結(jié)合國內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及攪拌摩擦焊的連接機(jī)理，探索了AZ61B鎂合金的攪拌摩擦搭接焊最佳工藝參數(shù)，以及不同攪拌頭形狀作用下的焊縫遷移界面形態(tài);通過合理控制焊接工藝參數(shù)來實(shí)現(xiàn)攪拌摩擦焊技術(shù)對(duì)鎂合金材料的有效連接。
　　實(shí)驗(yàn)

2、過程主要分析了在不同焊接工藝參數(shù)下的焊縫外觀成形、焊核區(qū)宏觀形貌、內(nèi)部微觀組織、界面形態(tài)、硬度分布、拉剪性能、斷口形貌等方面的特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)選擇合理的焊接工藝參數(shù)時(shí)，才能夠獲得外觀優(yōu)良的搭接接頭;否則，接頭容易出現(xiàn)飛邊、燒灼、內(nèi)部隧道、外部溝槽等焊接缺陷。攪拌頭形狀對(duì)焊核區(qū)形貌起著至關(guān)重要的影響，倒圓臺(tái)形攪拌頭作用下的焊縫出現(xiàn)明顯的分層現(xiàn)象，而圓臺(tái)形攪拌頭作用下的焊縫分層現(xiàn)象不明顯;接頭的微觀組織特征與焊接工藝參數(shù)（如旋轉(zhuǎn)速度、

3、焊接速度、攪拌針形狀等）也有直接的關(guān)系，它們直接控制著焊接過程的熱輸入量，影響著各區(qū)的微觀組織形態(tài)。界面形態(tài)是影響搭接接頭拉剪強(qiáng)度的最重要的因素，同時(shí)焊接工藝參數(shù)對(duì)接頭的界面形態(tài)有著重要的影響，在相同實(shí)驗(yàn)條件下，倒圓臺(tái)形攪拌頭作用下的焊縫界面遷移高度均比圓臺(tái)形攪拌頭的低;低旋轉(zhuǎn)速度或者高焊接速度下的焊縫界面遷移高度最低。靜載拉剪實(shí)驗(yàn)表明，斷裂位置起源于遷移界面，前進(jìn)側(cè)受載時(shí)的拉剪強(qiáng)度較后退側(cè)受載時(shí)的低。拉剪斷口形貌分析表明，裂紋擴(kuò)展區(qū)呈

4、現(xiàn)出塑性斷裂、塑脆混合斷裂以及脆性斷裂這三種斷裂形式。硬度實(shí)驗(yàn)分析表明，搭接接頭焊核區(qū)硬度較高，甚至超過母材;熱影響區(qū)硬度最低;熱機(jī)影響區(qū)在兩者之間;并且熱機(jī)影響區(qū)和熱影響區(qū)硬度均比母材低;隨著旋轉(zhuǎn)速度增大，接頭焊縫中各區(qū)的硬度也隨之減小;搭接接頭上下板硬度分析表明，上板整體硬度稍微比下板更低。
　　上述工藝試驗(yàn)結(jié)果表明，焊接工藝參數(shù)決定了搭接接頭的連接性能，深入探究出工藝參數(shù)對(duì)接頭性能的影響規(guī)律，可為鎂合金的攪拌摩擦搭接焊實(shí)驗(yàn)提