AZ31BMg-6061Al異種合金CMT焊接工藝及接頭組織性能研究.pdf

1、本文以AZ31B鎂合金和6061鋁合金為研究對象，以ER5183鋁鎂焊絲和ER4043、ER4047鋁硅焊絲為填充金屬，利用CMT焊接技術(shù)進(jìn)行了鎂鋁異種金屬焊接的工藝性試驗(yàn)，采用超景深、SEM、EDS等方法對焊接接頭的組織和性能進(jìn)行了研究。
　　通過大量工藝實(shí)驗(yàn)可以得到鎂鋁CMT焊接的合適工藝參數(shù)，采用ER5183鋁鎂焊絲時(shí)獲得成形良好接頭的工藝參數(shù)為：焊接速度500mm/min，送絲速度5.5m/min，焊接電流93A，電壓17

2、.3V。ER4043鋁硅焊絲焊接鎂鋁接頭成形良好的工藝參數(shù)為：焊接電流為118A，焊接電壓14.3V，送絲速度5.7m/min，焊接速度為450mm/min。
　　力學(xué)性能測試表明，ER5183鋁鎂焊絲和ER4043鋁硅焊絲對接試樣接頭的最大抗拉強(qiáng)度分別為17MPa、31MPa。斷裂均發(fā)生于鎂側(cè)熔合區(qū)，硬度試驗(yàn)表明此處的硬度值很高，斷口的宏觀、SEM以及能譜分析結(jié)果表明，斷裂性質(zhì)為脆性斷裂，斷口處存在金屬間化合物，這些化合物性能脆

3、硬，連續(xù)分布于熔合區(qū)中，是影響接頭強(qiáng)度的主要因素。
　　采用ER5183鋁鎂焊絲時(shí)，鎂側(cè)焊縫區(qū)組織為呈枝晶網(wǎng)格狀分布的α-Al、Mg2Al3和Mg17Al12的混合組織，顯微硬度值在175HV以上；采用ER4043和ER4047鋁硅焊絲時(shí)，鎂側(cè)焊縫區(qū)為柱狀晶、初晶Si以及Mg2Si的共晶組織，硬度值在80~100HV之間。焊縫中心區(qū)和鋁側(cè)焊縫區(qū)以柱狀晶為主，主要是鋁的固溶體組織，顯微硬度在80~120HV之間。采用鋁硅焊絲時(shí)焊縫區(qū)

4、組織分布均勻，力學(xué)性能優(yōu)良。
　　采用顯微硬度計(jì)對焊接接頭進(jìn)行顯微硬度測定，三種焊絲鎂側(cè)熔合區(qū)顯微硬度均有明顯增加，脆硬傾向明顯，并且在該區(qū)域容易產(chǎn)生裂紋和氣孔，是接頭較薄弱部位；鋁側(cè)熔合區(qū)組織過渡均勻，熔合狀況良好。鎂側(cè)熔合區(qū)硬度隨 Mg、Si含量的增大而提高，焊絲選擇時(shí)應(yīng)注意Mg、Si含量的控制。
　　對不同合金焊絲接頭鎂側(cè)熔合區(qū)進(jìn)行線掃描表明，該區(qū)域的元素分布規(guī)律基本相似。鎂側(cè)熱影響區(qū)以鎂為主，鋁元素向鎂母材擴(kuò)散很少。