AZ31鎂合金CO-,2-激光填充焊工藝及接頭組織性能研究.pdf

1、鎂合金作為目前非常重要的輕量化結(jié)構(gòu)用綠色工程材料,在航天、汽車(chē)、電子、通訊等領(lǐng)域具有越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,因而其焊接工藝也受到了人們廣泛的關(guān)注和重視。目前,可用于焊接鎂合金的方法有很多,其中激光焊接(LBW)具有熱輸入小、焊接速度高等優(yōu)點(diǎn)而成為了鎂合金焊接優(yōu)選方法之一。本論文采用添加填充帶材的CO2激光填充焊工藝(CO2激光填帶焊工藝)焊接AZ31鎂合金,可以獲得表面成形性好、接頭微觀組織和力學(xué)性能優(yōu)異的焊接接頭。與激光自熔焊工藝相比,激光

2、填帶焊工藝可以顯著降低焊接接頭的有效熱輸入,焊縫熔寬明顯減小,熱影響區(qū)(HAZ)晶粒顯著細(xì)化。同時(shí),填充帶材的加入,還可以消除焊縫表面的蒸發(fā)坑,從而消除焊接接頭受拉應(yīng)力作用時(shí)的缺口效應(yīng),提高了焊接接頭的力學(xué)性能特別是塑性。
　　 研究了不同焊接工藝參數(shù)對(duì)焊縫成形性及接頭組織性能的影響規(guī)律,結(jié)果表明:隨著焊接熱輸入的增加焊接接頭的拉伸強(qiáng)度則隨著降低,但降低幅值并不很大。同時(shí),增大焊接熱輸入可以有效地改善焊縫成分不均的問(wèn)題。

3、　　 選用Ca、Mn及Al元素對(duì)焊縫進(jìn)行了微合金化處理,研究了這些合金元素及其加入量對(duì)焊縫顯微組織、力學(xué)性能以及腐蝕性能的影響。與添加AZ31帶材的焊縫相比,加入一定量的Ca、Mn、Al元素可以顯著細(xì)化焊縫晶粒組織,提高接頭的性能。選用AZCo2、AZCo4及AZCl填充帶材焊接AZ31合金,研究了Ca元素的加入對(duì)焊縫組織和性能的影響。隨著Ca含量的增加,焊縫晶粒首先得到細(xì)化而后卻呈粗化趨勢(shì)。同時(shí)加入適量的Ca還可細(xì)化焊縫的析出相顆粒

4、。當(dāng)添加AZCo4帶材(焊縫中Ca含量為0.19wt％)時(shí),焊接接頭力學(xué)性能達(dá)到最好,接頭抗拉強(qiáng)度為308MPa達(dá)到母材的100％,伸長(zhǎng)率也可達(dá)到母材的76.7％。焊接時(shí)添加AZM05、AZMl、AZM1.5帶材研究了Mn元素及其加入量對(duì)焊縫組織性能的影響。焊縫中加入Mn元素后晶粒組織得到了顯著細(xì)化,因而焊接接頭的力學(xué)性能和抗腐蝕性能得到明顯地提高。當(dāng)添加AZM1.5帶材(焊縫中Mn含量為0.58wt％)時(shí),晶粒平均尺寸約為6μm僅為添