镁合金焊接接头疲劳性能研究现状和发展趋势

对近年来镁合金及其焊接接头疲劳性能的研究现状和最新成果与进展进行了总结,指出了目前在镁合金焊接接头疲劳研究领域存在的问题与不足,最后分析了镁合金焊接接头疲劳性能和疲劳寿命的研究方向和工作重点.     

磁场电流对镁合金焊接接头疲劳性能的影响

对5 mm厚的AZ31镁合金板进行GTAW焊过程中,施加纵向交流磁场,在施焊过程中调节磁场参数对试样进行疲劳试验.采用扫描电子显微镜及光学金相显微镜对疲劳试样的断口和显微组织进行分析,研究磁场电流对AZ31镁合金接头组织和力学性能的影响规律,并对磁场作用机理进行探究.结果表明,外加纵向磁场可以促使电弧旋转对熔池进行搅拌...     

外加磁场对AZ31镁合金焊接接头组织性能的影响

在对5mm厚的AZ31镁合金板进行GTAW焊接的过程中，外加纵向交流磁场，研究了磁场对焊接接头的力学性能和显微组织的影响，并探讨了磁场的作用机理。结果表明：外加纵向磁场通过旋转电弧对熔池进行搅拌，不仅可以细化晶粒，使焊接接头的抗拉强度、硬度得到改善，还可以净化熔池中液态镁合金（使杂质球化并弥散分布），此外磁场的引入还可降低镁合金焊接热裂纹的敏感性，抑制热裂纹的产生。     

外加磁场对AZ31镁合金焊接接头组织性能的影响

在对5mm厚的AZ31镁合金板进行GTAW焊接的过程中,外加纵向交流磁场,研究了磁场对焊接接头的力学性能和显微组织的影响,并探讨了磁场的作用机理。结果表明:外加纵向磁场通过旋转电弧对熔池进行搅拌,不仅可以细化晶粒,使焊接接头的抗拉强度、硬度得到改善,还可以净化熔池中液态镁合金(使杂质球化并弥散分布),此外磁场的引入还可降低镁合金焊接热裂纹的敏感性,抑制热裂纹的产生。     

纵向直流磁场对AZ31镁合金TIG焊焊接接头组织及性能的影响

为了改善镁合金焊接性差的特点,在对AZ31镁合金进行TIG焊接过程中加入纵向直流磁场,系统分析了不同励磁电流对焊接接头各部分的影响规律.结果发现,与不加磁场的情况相比,引入磁场后接头组织发生明显变化,焊缝组织得到细化,析出第二相的数量明显增多,并且大部分以球状颗粒的形式析出于枝晶界上;热影响区组织粗大的现象得到了很好的控制;从焊缝经熔合区向热影响区过渡时出现的共晶相数量有逐渐减少的趋势.通过X射线衍射结果可知,焊缝主要由α-Mg和β-Al12Mg17两相组成.在适当的焊接工艺参数条件下,当磁场电流为 4 A 时,焊接接头的抗拉强度和硬度均显著提高,从而提高了AZ31镁合金焊接接头的综合力学性能.     

外加磁场对焊接过程的影响

论述了外加磁场对焊接电弧形态、焊接熔池形状、焊缝显微镜组织、焊接缺陷、接头力学性能及残余应力的影响，并讨论了电磁作用下焊接技术的发展方向。     

超声冲击对MB8镁合金对接接头疲劳性能的影响

采用HJ-Ⅲ型超声冲击设备对MB8镁合金对接接头焊趾区域进行冲击处理.利用EHF-EM200K2-070-1A电液伺服疲劳试验机对超声冲击前后的MB8镁合金对接接头进行疲劳对比试验.采用光学显微镜和高分辨率的透射电镜对超声冲击后的MB8镁合金对接接头的表层组织进行了分析.结果表明,在试验循环基数为2×106周次的条件下,超声冲击态接头的疲劳强度为52.8 MPa,比焊态试样的疲劳强度提高了37.5%,在同等应力水平下,接头的疲劳寿命提高了58～65倍.超声冲击后,焊趾处的应力集中程度降低,焊址及附近区域发生明显塑性变形,变形层厚度大约为70 μm,并在焊趾表面获得了纳米晶组织,同时把焊接残余拉应力转变为压缩应力.超声冲击可以大幅度地提高MB8镁合金焊接接头的疲劳寿命.     

镁合金焊接接头的力学性能

随着镬合金应用的日益广泛，其焊接接头的力学性能也受到人们的重视。介绍和分析了采用不同焊接方法时焊接接头的力学性能。并提出一些看法，对镬合金焊接接头力学性能的研究有一定促进作用。     

外加磁场对镁合金焊接熔池形态的影响

以镁合金焊接熔池为研究对象,建立了移动热源作用下焊接熔池的三维数学模型. 利用大型通用有限元软件ANSYS将电磁场分析结果导入到热流场分析中,实现电磁场和热流场之间的耦合分析. 模拟了无外加磁场作用下以及外加磁场作用下镁合金焊接熔池的温度场分布和流体流动的速度矢量分布. 结果表明,外加磁场产生的电磁力驱动熔池中熔融的液态金属发生旋转运动,改变了液态金属原有的运动方式和传热方式,流体流动速度和流动范围增加,焊缝熔宽增大,熔深减小. 试验结果验证了模拟结果的可靠性.     

焊接对接接头疲劳寿命的预测

在Ｄ３６钢焊接对接接头的低周疲劳试验的基础上，利用Ｍａｎｓｏｎ－Ｃｏｆｆｉｎ定律对试验数据进行了分析处理，得出了焊接接头应变与疲劳寿命之间的关系。利用这一关系可以对任意应变下焊接接头的疲劳寿命进行预测。同时，对焊接接头疲劳寿命的影响因素进行。     

外加磁场对镁合金焊缝组织与裂纹影响机制的研究

以AZ31B镁合金为研究对象,采用TIG焊接方法,研究了外加纵向磁场对镁合金焊缝成形、焊缝组织及其焊接裂纹的影响规律.研究表明:在外加脉冲交变纵向磁场作用下,镁合金焊缝的熔宽增大,熔深减小,焊缝晶粒细化,析出相增加并呈弥散化分布状况;外加磁场影响了镁合金的焊缝成形和显微硬度,能够控制镁合金焊缝组织、减少镁合金焊缝热裂纹的产生,改善镁合金焊缝的性能.     

外加磁场对镁合金TIG焊电弧形态及焊缝质量的影响

采用组织分析和性能检测的方法,研究了外加纵向直流磁场对镁合金TIG焊电弧形态和焊缝质量的影响。结果表明：磁场可稳定电弧并促使其收缩、旋转,从而使焊接热量集中,熔池搅拌均匀。焊缝由均匀细小且沿一定方向生长的等轴晶组成,其组织为α-Mg和点状β-Mg17Al12相的混合体。焊缝平均显微硬度达到64．1HV0．1,抗拉强度达到210MPa,是母材的84％,比未加磁场时提高了14％。     

合金元素对体育器材用镁合金疲劳性能的影响

在Mg-Zn-Zr镁合金中添加不同含量的合金元素Sr或V,对其微观组织、室温疲劳性能和热疲劳性能进行研究。结果表明,添加合金元素Sr或V,尤其是复合添加Sr和V,可以有效改善Mg-Zn-Zr镁合金的室温疲劳性能和热疲劳性能。与未添加合金元素相比,复合添加Sr和V可使其室温疲劳寿命增加248.2%,在300~0℃循环1 000次后的单位面积质量增重减少79.2%。     

深冷温度对AZ31镁合金CMT接头耐蚀性的影响

采用电化学方法研究了深冷处理温度对AZ31镁合金CMT(Cold Metal Transfer)焊接接头腐蚀行为的影响。结果表明:与未深冷时相比,经-100℃/4 h、-140℃/4 h、-180℃/4 h三组参数深冷处理后的接头焊缝区耐蚀性能得到不同程度提高,随着深冷温度降低,耐蚀性能呈先升高后下降的趋势变化,深冷处理对焊缝区中第二相的尺寸、含量及分布的改变是决定这一趋势的关键因素。其中经-140℃/4h深冷处理的焊缝区电荷转移电阻和腐蚀产物膜电阻最大,腐蚀电流最低,耐蚀性能最佳。     

磁场对镁合金凝固组织影响的研究进展

介绍了磁场对镁合金凝固组织的影响,探讨了直流磁场、交变磁场、脉冲磁场,以及复合场作用下微观组织的演变规律,对今后的发展方向作出了展望,以便更加系统化的讨论磁场作用下合金的凝固过程,并建立具体的细化机理,进一步研究复合场对金属材料凝固组织的影响。     

脉冲磁场对AZ91D镁合金凝固组织的影响

研究了脉冲磁场作用下AZ91D镁合金凝固组织的变化,考察了冷却速度、磁场强度和放电频率对AZ91D镁合金晶粒大小的影响,并对磁场影响凝固组织的机理进行了探讨。试验结果表明:在脉冲磁场的作用下,AZ91D镁合金的凝固组织显著细化,其初生相由发达的树枝晶转变为均匀细小的蔷薇状晶体,共晶网络变得细小且不连续,聚集在晶界上的共晶组织减少;合金的晶粒尺寸随着冷却速度的降低,磁场强度或放电频率的增加而逐渐减小。     

电磁搅拌工艺对AZ31变形镁合金铸态组织的影响

采用了两种不同的电磁搅拌工艺,研究了交流磁场对AZ31变形镁合金铸态组织的影响,分析了在不同磁场条件下其凝固组织的变化。结果表明：磁感应强度越强,磁场细化合金晶粒的效果越明显。当有规律的改变磁场旋转方向,晶粒细化效果更加明显,晶界处网状的共晶组织被打断,同时晶内及晶界处出现大量近似岛状的共晶质点。     

旋转磁场对稀土镁合金组织和性能的影响

研究了旋转磁场作用下稀土镁合金AZ91D组织和性能的变化规律,并对其相对应的机理进行了探讨.结果表明:在旋转磁场作用下,合金的平均晶粒尺寸变小,β-Mg17Al12相和稀土化合物相的形貌和分布发生改变,合金硬度得以提高.