AZ31B鎂合金攪拌摩擦焊焊縫微弧氧化處理的研究.pdf

1、鎂合金具有比強(qiáng)度、比剛度高，易切削加工等一系列優(yōu)點(diǎn)，被譽(yù)為21世紀(jì)綠色工程材料，但其較差的耐蝕性和可焊接性一直限制著它的發(fā)展和應(yīng)用。傳統(tǒng)方法焊接鎂合金時(shí)容易造成氧化、飛濺、夾雜、氣孔、裂紋及內(nèi)應(yīng)力等缺陷，當(dāng)接觸腐蝕介質(zhì)時(shí)，這些缺陷會(huì)加速焊接接頭的腐蝕。攪拌摩擦焊是一種新型的固相連接技術(shù)，能極大地避免這些缺陷，但其工藝特性導(dǎo)致各焊縫微區(qū)組織和應(yīng)力狀況不同，從而展現(xiàn)出不同的腐蝕行為，因此，研究鎂合金攪拌摩擦焊焊縫的性能及腐蝕防護(hù)具有重要意義

2、。
　　本文采用自制攪拌頭在攪拌摩擦焊機(jī)上成功實(shí)現(xiàn)了6mm厚AZ31B鎂合金板材的焊接，并在420V和490V兩種電壓下對(duì)焊縫及母材進(jìn)行了微弧氧化處理。系統(tǒng)研究了焊縫的金相組織、所含物相、截面顯微硬度及耐蝕性，結(jié)果表明:攪拌摩擦焊焊縫顯微組織可明顯的分為三個(gè)微區(qū):焊核區(qū)、熱機(jī)械影響區(qū)、熱影響區(qū);焊接后焊縫和母材的物相均為α-Mg、β-Mg17Al12和Al8Mn5，接頭中焊核區(qū)硬度較高，焊縫整體硬度低于母材;焊縫整體耐蝕性低于母材

3、，焊核區(qū)的耐蝕性優(yōu)于熱影響區(qū)，焊縫與母材的腐蝕方式均是小孔腐蝕。
　　本文還系統(tǒng)研究了420V和490V兩種電壓下攪拌摩擦焊焊縫和母材微弧氧化膜的性能及它們微弧氧化處理時(shí)的輸入總能量，結(jié)果表明:同工藝微弧氧化處理后，焊縫微弧氧化膜厚度均比母材的厚，并且焊縫中心處厚度較高。相同電壓下焊縫熱影響區(qū)、焊核區(qū)和母材的微弧氧化膜的微觀形貌基本相同，490V電壓下的微弧氧化膜比420V的膜層致密。焊縫和母材在兩種電壓下的微弧氧化膜的主要元素都

4、是Si和Mg，膜層所含物相主要是Mg2SiO4、MgSiO3和MgO。微弧氧化處理能極大地提高焊縫和母材的耐蝕性，焊縫和母材在490V電壓下制備的微弧氧化膜的耐蝕性比420V電壓下微弧氧化膜的耐蝕性高，同工藝下焊縫表面的微弧氧化膜的耐蝕性略大于母材的微弧氧化膜。微弧氧化處理后，膜層與基體的結(jié)合緊密，大焊縫經(jīng)200次熱震后表面膜層完好。不同電壓下制備相同厚度微弧氧化膜時(shí)，490V所消耗的電量遠(yuǎn)低于420V的能量，而同電壓下母材和焊縫在制備