超聲振動(dòng)對(duì)壓鑄鎂合金TIG焊縫氣孔的影響研究.pdf

1、由壓鑄鎂合金本質(zhì)屬性所致，其在熔焊時(shí)極易出現(xiàn)氣孔缺陷，這嚴(yán)重的降低了焊接接頭的力學(xué)性能。目前滿足要求的低氣孔率熔焊接頭還無(wú)法得到，這大大限制了鎂合金的工程應(yīng)用。因此，解決壓鑄鎂合金焊接氣孔問(wèn)題對(duì)擴(kuò)大其工程應(yīng)用具有重要意義。采用交流鎢極氬弧焊（TIG）實(shí)施自熔焊接AZ91D壓鑄鎂合金,焊接時(shí)分別外加垂直和水平超聲振動(dòng)并且在焊接時(shí)改變超聲振動(dòng)振幅。研究超聲振動(dòng)對(duì)焊接氣孔的影響規(guī)律，并對(duì)超聲波振動(dòng)作用機(jī)理進(jìn)行分析探討。
　　本研究主要內(nèi)

2、容包括：①施加垂直超聲振動(dòng)比無(wú)超聲振動(dòng)的焊縫氣孔率低，并且隨著垂直超聲振動(dòng)振幅增加，氣孔率逐漸降低。這應(yīng)該是垂直超聲振動(dòng)的空化效應(yīng)、聲流效應(yīng)、熱效應(yīng)及機(jī)械振動(dòng)的綜合作用，促進(jìn)了熔池中氣泡的上浮及逃逸。②施加垂直超聲振動(dòng)比無(wú)超聲振動(dòng)的焊縫微觀組織晶粒更細(xì)小，并且隨著超聲振動(dòng)振幅增加，晶粒細(xì)化程度增加。其機(jī)理應(yīng)該是垂直超聲振動(dòng)通過(guò)空化效應(yīng)、聲流效應(yīng)及機(jī)械振動(dòng)對(duì)焊縫金屬凝固過(guò)程中的枝晶產(chǎn)生的破碎作用所致。③施加水平超聲振動(dòng)比無(wú)超聲振動(dòng)的焊縫氣

3、孔率低，隨著水平超聲振動(dòng)振幅增加，氣孔率無(wú)明顯變化。機(jī)理應(yīng)該有二：一方面，水平超聲振動(dòng)通過(guò)空化效應(yīng)、聲流效應(yīng)、熱效應(yīng)及機(jī)械振動(dòng)的綜合作用促進(jìn)氣泡上浮，由于鎂合金母材阻尼系數(shù)高及超聲傳播距離相對(duì)較長(zhǎng)，該作用比垂直超聲振動(dòng)更弱；另一方面，水平振動(dòng)熔池相對(duì)于電弧在焊接方向上往復(fù)運(yùn)動(dòng)，受熱相對(duì)更多，使熔池凝固時(shí)間有所增加，有利于氣泡上浮逃逸。隨超聲振動(dòng)振幅增加，這兩方面的作用變化不明顯，因此氣孔率無(wú)明顯變化。④施加水平超聲振動(dòng)比無(wú)超聲振動(dòng)的焊縫

4、微觀組織晶粒細(xì)小，隨著超聲振動(dòng)振幅的增加，晶粒沒(méi)有明顯變化。其作用機(jī)理應(yīng)該是水平超聲振動(dòng)一方面通過(guò)促進(jìn)生長(zhǎng)中的枝晶破碎細(xì)化晶粒，另一方面降低熔池凝固速率又不利于晶粒細(xì)化，前者的效果大于后者，使焊縫晶粒有所細(xì)化；超聲振動(dòng)振幅增加不會(huì)導(dǎo)致這兩方面作用明顯變化，因此晶粒尺寸變化不大。⑤施加水平超聲振動(dòng)獲得的焊縫成形好于垂直加載方式。這是因?yàn)榇怪奔虞d時(shí)，變幅桿上下高頻振動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致鎢極與母材的距離隨之高頻變化，在一定程度上影響電弧穩(wěn)定性，從而影響