壓鑄態(tài)AZ91D鎂合金攪拌摩擦焊組織與力學(xué)性能研究.pdf

1、為將原鎂變成各種高附加值和高技術(shù)含量的深加工產(chǎn)品，我國(guó)的鎂合金壓鑄行業(yè)得到了空前的發(fā)展。鎂合金壓鑄結(jié)構(gòu)件正在朝著大型化、復(fù)雜化和集成化方向發(fā)展，壓鑄件的焊接和鑄-焊復(fù)合成形成為一種可能。采用普通熔化焊連接壓鑄鎂合金，除了熱影響區(qū)可能發(fā)生類似于熱處理時(shí)的鼓泡現(xiàn)象外，其焊縫和熔合區(qū)還會(huì)由于氣體被釋放并聚集、膨脹而導(dǎo)致嚴(yán)重的氣孔缺陷。因此，本課題把攪拌摩擦焊這一固相焊接技術(shù)引入壓鑄鎂合金的焊接，以期解決壓鑄態(tài)鎂合金焊接難的問題。
　　本

2、文以壓鑄態(tài)AZ91D鎂合金為研究對(duì)象，使用單螺紋攪拌頭焊接了4mm厚的壓鑄態(tài)AZ91D鎂合金，采用光學(xué)顯微鏡，掃描電子顯微鏡（SEM&EDS）、靜態(tài)拉伸等檢測(cè)方法，系統(tǒng)的研究了壓鑄態(tài)AZ91D鎂合金焊縫微觀組織特點(diǎn)、焊縫隧道狀缺陷形成機(jī)理、工藝參數(shù)對(duì)焊縫力學(xué)性能的影響。主要研究結(jié)果如下：
　?、俸负藚^(qū)為典型的變形-再結(jié)晶組織，為細(xì)小、均勻的等軸晶。在焊縫中心縱截面方向：頂部冠狀區(qū)組織為均勻粗大、高致密度的再結(jié)晶晶粒；中心環(huán)形區(qū)域及

3、焊核底部組織相對(duì)細(xì)小，均勻程度不如焊核冠狀區(qū)。機(jī)械-熱影響區(qū)為部分再結(jié)晶組織，靠近焊核一側(cè)組織均勻細(xì)小，為再結(jié)晶組織，靠近熱影響區(qū)一側(cè)組織粗大、不均勻，且晶界處存在少量、不連續(xù)的第二相組織β-Mg17Al12。熱影響區(qū)組織形貌與母材相近但伴有輕微的長(zhǎng)大現(xiàn)象。此外，焊縫前進(jìn)側(cè)組織呈現(xiàn)出突變趨勢(shì)，返回側(cè)的組織過渡趨勢(shì)相對(duì)平緩。
　?、诤缚p的隧道狀缺陷可以用匙孔末端形貌進(jìn)行表征。該缺陷主要是工藝參數(shù)不當(dāng)時(shí)，率先在冠狀區(qū)與環(huán)形區(qū)交界處產(chǎn)生

4、，本實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)vr/vw≥10時(shí)，焊接速度保持在40~80mm/min范圍內(nèi)，攪拌頭旋轉(zhuǎn)頻率保持在700~1500r/min范圍內(nèi)變化，則焊縫接頭不容易出現(xiàn)隧道缺陷。這種類型的缺陷對(duì)于焊接速度較為敏感，而攪拌頭旋轉(zhuǎn)速度可在較大范圍內(nèi)變動(dòng)。
　?、酆缚p拉伸樣斷口位于前進(jìn)側(cè)，為韌脆混合斷裂模式。在焊縫頂部呈現(xiàn)出沿晶斷裂，中心部位斷口形貌呈現(xiàn)出河流花樣，斷口與主應(yīng)力方向垂直。底部斷口呈現(xiàn)出明顯的撕裂狀韌窩。焊縫接頭的硬度分布狀況呈現(xiàn)出典