He-Ar氣體及磁場對AZ31鎂合金TIG焊接頭組織和性能影響.pdf

1、21世紀人類發(fā)展主題是可持續(xù)發(fā)展，鎂合金是理想的環(huán)保與節(jié)能材料，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求。鎂合金因其本身的特殊物理化學性能給焊接帶來了一系列的問題，焊接已成為制約鎂合金結構件廣泛應用的障礙之一。
　　 本文的目的是在TIG焊的基礎上，研究氦-氬混合氣體及外加磁場對AZ31鎂合金結構件焊接接頭的組織和性能影響，從而為AZ31鎂合金結構件連接技術的進一步應用提供理論和實踐依據(jù)。
　　 采用金相觀察、掃描電子顯微鏡、顯微硬度、極

2、化曲線等分析測試手段，研究了不同配比氦-氬混合氣體、外加直流或交流縱向磁場對電弧形態(tài)、焊縫成形、熔深熔寬、力學性能的影響；并研究了含Ce、Sb焊絲對鎂合金TIG焊接接頭的組織和性能影響。
　　 研究表明，氦-氬混合氣體中，隨著氦氣體積分數(shù)的增大，電弧穩(wěn)定性增強，當氦氣體積分數(shù)等于50％時，焊接電弧穩(wěn)定性最好。焊縫的平均顯微硬度為60HV，達到母材的82.6％，抗拉強度為178.6N/mm2，是母材的71.4％，斷裂發(fā)生在熱影響區(qū)

3、，屬于韌-脆混合斷裂。
　　 加入直流磁場可穩(wěn)定電弧并促使其收縮、旋轉，熱量集中，熔池攪拌均勻。焊縫由均勻細小且沿一定方向生長的等軸晶組成，其組織為α-Mg相和點狀β-Mg17Al12相。焊縫平均顯微硬度達到64.1HV，抗拉強度最高達到201N/mm2,是母材的80.4％，斷裂發(fā)生在熱影響區(qū)，屬于韌-脆混合斷裂。交流縱向磁場可促使焊接電弧周期性旋轉，有利于焊縫成形。交流磁場的電磁攪拌作用使得焊縫晶粒細化和組織均勻化，當勵磁電壓

4、為20V時所得到的焊縫成形性好，組織均勻細小；交流磁場作用下焊縫區(qū)和熱影響區(qū)顯微硬度均高于母材，最高達70.45HV，抗拉強度達到220N/mm2，達到母材的88％，斷裂發(fā)生在焊縫區(qū)，屬于剪切斷裂。
　　 在焊接過程中添加含Ce、Sb元素焊絲，可以減少焊縫中脆性相Mg17Al12,同時可以使其不連續(xù)分布，但熱影響區(qū)中Mg17Al12相呈網狀分布。焊縫平均抗拉強度達到190.4N/mm2，達到母材76.2％，斷口存在少量韌窩和撕裂