活性劑及熱處理對AZ31B鎂合金A-TIG接頭組織和力學性能的影響.pdf

1、與其它金屬材料及工程塑料相比，鎂合金具有高的比強度、比剛度、優(yōu)良的阻尼減震性、電磁屏蔽性、機械加工性和可鑄造性。因此，鎂合金將成為21世紀最重要的商用輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料。焊接作為鎂合金一種重要連接方法備受人們關(guān)注。鎢極氬弧焊接（TIG）方法由于具有較高的焊接效率和焊接質(zhì)量，被廣泛應(yīng)用于鎂合金焊接中。本文以AZ31B鎂合金為研究對象，通過調(diào)整不同焊接工藝下的焊接參數(shù)，系統(tǒng)地研究了焊接電流和復合活性劑（TO2-CaF2）對AZ31B鎂合金活性鎢極

2、氬弧焊（A-TIG）焊接接頭宏觀形貌、顯微組織和力學性能的影響。詳細討論了復合活性劑的涂敷對 AZ31B鎂合金 TIG焊接接頭熔深的影響和焊縫缺陷形成機理。最后，針對鎂合金 A-TIG焊接接頭力學性能差的特點，系統(tǒng)地研究了焊后熱處理參數(shù)的變化對AZ31B鎂合金A-TIG焊接接頭微觀組織和力學性能的影響，探明了焊接接頭微觀組織演變規(guī)律及其與力學性能之間的關(guān)系。在實驗事實的基礎(chǔ)上，結(jié)合理論分析，得到以下主要結(jié)論：
　　通過微觀組織觀察

3、、顯微硬度測試和拉伸性能測試，研究焊接電流的變化對AZ31B鎂合金A-TIG焊接接頭宏觀形貌、微觀組織和力學性能的影響。結(jié)果表明：與普通TIG焊接接頭熔深相比，涂敷TiO2活性劑A-TIG焊縫熔深顯著地增加。隨著焊接電流的增大，涂敷TiO2活性劑的焊縫熔深和深寬比顯著增加，但是，過大的焊電流使焊縫深寬比降低，焊縫表面形貌惡化。另外，焊接電流的增加使熱影響區(qū)和熔合區(qū)α-Mg晶粒尺寸逐漸增大，顆粒狀β-Mg17(Al, Zn)12增多。A-

4、TIG焊縫熔合區(qū)顯微硬度低于母材，隨著焊接電流的增大，熔合區(qū)顯微硬度逐漸降低，焊接接頭的極限抗拉強度（UTS）逐漸增大。繼續(xù)增加焊接電流導致UTS值先緩慢減小，然后急劇降低。涂敷TiO2活性劑的焊縫中檢測到Ti元素，說明TiO2活性劑能夠影響熔池液態(tài)金屬的對流。
　　采用TO2-CaF2復合活性劑對AZ31B鎂合金進行TIG焊接，通過微觀組織觀察、顯微硬度測試和拉伸性能測試，研究 TO2-CaF2復合活性劑對 AZ31B鎂合金TI

5、G焊宏觀形貌、熔深效果、微觀組織和力學性能的影響。結(jié)果表明：焊縫熔深和深寬比隨著涂敷復合活性劑中TiO2含量的增加而增大；CaF2對焊縫熔深和深寬比影響較小且焊縫成形較差；復合活性劑30％CaF2+70%TiO2可以很大程度的提高焊縫深寬比，比普通TIG提高了118%。焊縫熔合區(qū)α-Mg晶粒隨著涂敷活性劑中CaF2含量的增加而減小，但是當TiO2含量超過70%時，熔合區(qū)α-Mg晶粒出現(xiàn)明顯粗化；此外，由于CaF2和TiO2的涂敷，熔合區(qū)

6、氣孔率和凝固裂紋總長度降低。隨著涂敷活性劑中TiO2含量的增加焊縫熔合區(qū)平均顯微硬度逐漸降低，但是當TiO2的添加量過多時，焊縫熔合區(qū)平均顯微硬度劇烈降低。隨著涂敷活性劑中TiO2含量的增加焊接接頭的UTS逐漸增加，繼續(xù)增加復合活性劑中 TiO2的含量焊接接頭UTS值明顯降低。
　　采用單一氧化物為活性劑對AZ31B鎂合金進行TIG焊接，焊后對接頭進行固溶時效處理，通過微觀組織觀察、顯微硬度測量和拉伸性能測試，研究固溶、時效處理對

7、AZ31B鎂合金活A-TIG焊的宏觀形貌、熔深效果、微觀組織和力學性能的影響。結(jié)果表明：涂敷Cr2O3活性劑的AZ31B鎂合金TIG焊縫表面都比較光滑且沒有明顯缺陷。Cr2O3活性劑可以有效的提高AZ31B鎂合金TIG焊縫熔深和深寬比，與普通TIG焊相比提高了84%。固溶處理后β-Mg17(Al, Zn)12相融入了α-Mg相中；隨著時效溫度的增加，焊縫熔合區(qū)由于β-Mg17(Al, Zn)12相的增加導致了熔合區(qū)硬度也隨之逐漸增加，當