鎂-鈦異種材料的擴散釬焊及TIG熔釬焊研究.pdf

1、鎂合金具有密度小、比強度高、制造成本低、散熱性好等優(yōu)點而逐漸受到重視，但由于鎂合金在高溫條件下的力學、耐腐蝕性能等不理想而很大程度限制了其廣泛應(yīng)用。鈦合金由于具有高的比強度、耐熱與耐蝕性好、斷裂韌性強等特點，而在航空航天、醫(yī)療器械、地質(zhì)勘探等領(lǐng)域逐漸得到廣泛應(yīng)用。為了發(fā)揮鎂鈦異種金屬各自的性能優(yōu)勢，進一步擴大鎂合金作為結(jié)構(gòu)件在高新技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用，很有必要將鎂合金與鈦合金連接起來獲得界面結(jié)合牢固的焊接接頭,這樣既可以降低結(jié)構(gòu)重量又可以發(fā)揮

2、各自性能。
　　本文對鎂合金AZ31B與鈦合金TC4進行了夾層擴散釬焊和熔釬焊（TIG）實驗，利用金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜分析(EDS)、顯微硬度計、剪切強度分析等測試方法，測試、分析了焊接接頭界面的微觀結(jié)構(gòu)、主元素的擴散行為以及力學性能，研究了焊接工藝對微觀結(jié)構(gòu)、主元素的擴散行為以及力學性能的影響規(guī)律。
　　研究得出如下結(jié)論：
　?、臗u+Al雙夾層AZ31B/TC4擴散釬焊接頭擴散區(qū)的顯微組織由α

3、-Mg及沿其晶界分布的Mg17(Cu, Al)12、Mg-Cu-Al化合物以及（α-Mg+Mg17(Cu, Al)12+Mg2Cu）共晶體組成。
　?、艭u+Al雙夾層的AZ31B//TC4擴散釬焊接頭擴散區(qū)的顯微硬度值從鈦合金一側(cè)至鎂合金一側(cè)呈逐漸變小的變化趨勢；接頭的剪切強度隨保溫時間的延長呈先增加后減小的變化規(guī)律，520℃、10min時接頭的剪切強度達到最大60.5 MPa，接頭的斷裂面位于界面靠近Ti基體一側(cè)，斷口由許多小

4、平臺構(gòu)成。
　?、窃?20℃-540℃、5min-30min條件下，ZnAl15夾層的AZ31B/TC4擴散釬焊接頭擴散區(qū)的組織組成物包括α-Mg固溶體、Mg-Al-Zn化合物及（α-Mg+Al6Mg11Zn11）共晶體。
　?、萙nAl15夾層的AZ31B/TC4擴散釬焊接頭擴散區(qū)的顯微硬度呈臺階式分布，靠近鈦側(cè)的顯微硬度值最大，靠近鎂側(cè)的顯微硬度值最小。接頭剪切強度隨著保溫時間的延長呈先增加后減小的規(guī)律，520℃、20m

5、in時的剪切強度達到最大值71MPa，約為AZ31B母材的49.6％，斷口由不同大小、形狀不規(guī)則的冰晶狀物相組成，呈現(xiàn)沿晶斷裂特征。
　?、珊附与娏鲗Z31B/TC4的TIG熔釬焊焊接頭的界面結(jié)合影響較大。60A的AZ31B/TC4的TIG熔釬焊焊接頭界面以機械結(jié)合為主；焊接電流為70-80A時，接頭界面以冶金結(jié)合為主。隨著電流的提高，接頭擴散區(qū)寬度增大。在其他工藝條件相同時，鎂板在上、鈦板在下的搭接形式的接頭結(jié)合狀況優(yōu)于鈦板在