AZ31B镁合金焊接接头组织特征及力学性能

采用钨极氩弧焊(TIG)焊接AZ31B镁合金,研究了焊接接头的微观组织,并分析了接头的力学性能.结果表明,选择45-60A焊接电流,快速填丝焊可使焊接接头的力学性能达到母材的90％以上,焊接性能良好.拉伸试验中,焊接试样断裂位置多发生在晶粒粗大的热影响区,经扫描电子显微镜(SEM)分析,接头呈韧性-脆性混合断裂.     

AZ31B镁合金仿生TIG焊接接头的组织和性能

镁合金焊接接头的微观组织对其力学性能有显著影响,限制其更广泛应用。受大自然生物结构所表现的优异力学性能的启发,利用激光重熔技术在镁合金钨极惰性气体保护焊(TIG焊)焊接接头表面制备了与生物体表类似的“软硬”交替结构来改善其力学性能。采用激光共聚焦显微镜、扫描电镜、能谱仪、硬度计、万能拉伸试验机、有限元分析等研究了不同试样的微观组织和力学性能。结果表明：激光仿生处理后,处理区形成了细小的等轴晶粒并且显微硬度明显增加,仿生试样的强度和延展性同时提高。结合有限元分析结果可知,仿生结构对力学性能的有益影响可归因于微观组织的变化和“软硬”交替结构带来的应力传递和重分布。     

焊前固溶处理对铸态AZ91镁合金搅拌摩擦焊接接头组织和性能的影响

对AZ91镁合金进行了直接搅拌摩擦焊接及焊前预固溶搅拌摩擦焊接实验。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、电子探针(EPMA)和拉伸实验等分析了焊接接头的微观结构和力学性能。结果表明：直接搅拌摩擦焊接后接头搅拌区的微观结构由于晶粒细化和粗大第二相的破碎、溶解及再析出而得到改善,然而大量粗大的β相在焊缝后退侧过渡区连续性聚集,使得该β相与基体之间的界面成为裂纹萌生源。直接搅拌摩擦焊接头的拉伸强度及断后伸长率分为136.68 MPa和2.34%,对铸态AZ91镁合金在400℃固溶12 h后,其焊接接头的拉伸强度及断后伸长率分别为184.81 MPa和6.79%。尽管焊前预固溶搅拌摩擦焊接接头的搅拌区平均晶粒尺寸较直接焊接接头的稍大,但是微观结构较直接焊接更加均匀。说明预固溶处理能够显著改善焊缝区域第二相的分布,使镁合金变形协调性增加,显著提高了焊件的强度和塑性。     

β-Mg17Al12相对AZ31B镁合金铸轧板边裂行为的影响

采用光学显微镜、场发射扫描电镜及室温拉伸试验等研究了β-Mg17Al12相对AZ31B镁合金铸轧板边裂行为的影响。结果表明:β-Mg17Al12相在AZ31B镁合金铸轧板的表层及边部主要分布于晶界处且密度较大、构成网状,而在板坯的中心及中部呈球状弥散在α-Mg基体中,构成层片状;网状β-Mg17Al12相对AZ31B镁合金铸轧板塑性有恶化作用,而层片状β-Mg17Al12相有利于合金塑性;位于晶界处的β-Mg17Al12相与基体α-Mg结合力较差且表现为脆性,铸轧变形时首先与基体分离,造成裂纹在晶界处萌生和扩展;轧制压力和摩擦力使轧制区域拉伸应变积聚,由此传递到液态区两侧的凝固硬壳内(即板坯边部),使晶粒破碎或沿晶界β-Mg17Al12相撕裂并向纵深扩展,形成边裂。     

焊后热处理对镁合金搅拌摩擦焊接接头的影响

对AZ31B镁合金进行搅拌摩擦焊接,研究热处理前后焊接接头组织及性能的变化。结果表明:焊后热处理可以显著改善焊接接头的力学性能;当搅拌头的旋转速度为600r.min-1,焊接速度为47.5mm.min-1,接头的抗拉强度为168MPa,延伸率为3.6%。热处理后,接头的抗拉强度和延伸率最高可达205MPa和8.6%,比热处理前分别提高22.02%和138.89%;接头的最佳热处理工艺为:退火温度250℃,保温1h;随着退火温度的升高,焊核区晶粒的长大速度大于热影响区/热机影响区混合区域(HAZ/TMAZ)。当退火温度高于250℃时,焊接接头的拉伸断口主要为扁条状韧窝,呈现出微孔聚合韧性断裂特征。     

AZ31B镁合金TIG焊接工艺研究

以AZ31变形镁合金为研究对象,分析了其TIG自动焊过程中焊接工艺参数对焊缝成型的影响.结果表明,增加焊接电流,焊缝的熔透和熔宽都增加;增大焊接速度,熔透和熔宽将减小;在一定范围内的弧长增加也会使焊缝熔透增加,但弧长过大反而会降低焊缝的熔透.     

AZ31B镁合金CMT焊接接头组织与力学性能

对厚度3 mm的挤压态AZ31B镁合金板材进行CMT对焊,焊接工艺参数为:直径1.6 mm WE-33M焊丝、送丝速度6 m/min、焊接电流76 A、焊接速度0.8 m/min、焊缝间隙1.5 mm,焊接过程稳定、无飞溅,焊缝成形良好。在此焊接工艺下对焊接接头的微观组织、显微硬度、力学性能和拉伸断口形貌进行了观察。结果表明,焊缝组织晶粒细小,焊缝区的显微硬度最高,平均约为86 HV,热影响区硬度约为62 HV,母材区的显微硬度约为65 HV。焊接接头最大抗拉强度为248.8 MPa,伸长率7.16%,分别为母材的96.7%和98.6%。断裂位置位于母材区,属于韧性断裂。     

AZ31B镁合金电子束焊接接头组织及性能分析

采用电子束焊接方法对10mm厚的AZ31B镁合金进行焊接。利用光学显微镜、扫描电镜、射线衍射仪等手段分析了电子束焊接接头的外观和截面的特征、显微组织、元素分布、焊缝物相和断口形貌等,并利用维氏硬度仪和拉伸仪检测了接头区域硬度和接头强度。结果表明,采用电子束焊接AZ31B镁合金获得的焊缝正面成形美观,而背部存在轻微的凹陷,焊缝深宽比在8：1以上;与基体相比,焊缝中Mg,Zn比例下降,Al,Mn比例上升;焊缝中主要物相为Mg,Al和少量的Mg17Al12相;焊缝热影响区窄,焊缝组织为8～18μm的细小等轴晶粒;焊接接头硬度值均匀;焊缝抗拉强度均值为223MPa,断裂部位为焊缝区,断口为混合断裂形貌.     

盐浴渗铝对AZ31镁合金TIG焊焊接接头的影响

应用盐浴渗铝技术对AZ31镁合金TIG焊焊接接头进行处理,是改善基耐蚀性的最佳途径。利用金相显微镜、扫描电镜(SEM)及X射线衍射(XRD)等技术对焊接接头的微观组织、元素分布等进行了分析。试验结果表明,AZ31镁合金TIG焊焊接接头经过盐浴渗铝处理后,在其表面形成了以Mg17Al12为主的致密金属化合物层,其硬度和耐腐蚀性能得到提高。     

AZ31B镁合金薄板TIG焊接

镁合金具有比重轻、比刚度和比强度高、阻尼减震性好以及易于机械加工等优点 ,在航空航天、汽车、摩托车等领域具有广阔的应用前景。但由于镁合金具有熔点低、线膨胀系数及导热系数高 ,导致镁合金在焊接过程中容易出现氧化燃烧、裂纹以及热影响区过宽等问题 ,难以获得与母材性能相匹配的焊接接头。本文对AZ31B镁合金薄板TIG焊工艺和提高镁合金焊接接头性能的有效途径进行了探索 ,为加快镁合金结构件的广泛应用提供理论基础和技术依据。1　焊接试验1.1　工艺准备本试验采用板厚为 1.6mm的AZ31B镁合金作为焊接材料 ,其化学成分见表 1,对变…     

AZ31镁合金激光焊接头中的缺陷分析

以变形镁合金AZ31为研究对象,研究CO2激光焊接镁合金的工艺特点,分析焊后接头中出现的常见缺陷,并探讨其产生的主要原因和有效的防止措施。结果表明:气孔、裂纹是AZ31镁合金CO2激光焊接头中存在的主要缺陷。另外,在有些情况下还容易产生夹杂、未熔合和未焊透、咬边、下塌等缺陷。但只要焊接过程中工艺参数选择合适,并采用有效的焊前、焊后处理措施,这些缺陷是可以避免或减少的。     

AZ31B镁合金搅拌摩擦焊工艺优化

采用搅拌摩擦焊(FSW)对AZ31B及加0.5%Ce的AZ3IB镁合金板材进行焊接试验.通过正交试验对FSW焊接工艺参数进行了优化.对于AZ31B镁合金,FSW最佳工艺方案为:轴肩下压量0.19mm,转速1400r/min,焊速40mm/min;对于添加0.5%Ce的AZ31B镁合金,FSW焊接的最佳工艺方案为:轴肩下压量0.17mm,焊速40mm/min,转速1300r/min.对加0.5%Ce的AZ31B镁合金FSW正交试验分析得出的最佳方案进行了验证,结果表明,焊接接头的拉伸强度为250.76MPa,延伸率为8.56%,断裂位置为热影响区.     

AZ31B镁合金线切割

通过对AZ31B镁合金挤压棒料线切割(WEDM)的操作实践,试验结果表明影响镁合金线切割面质量的主要因素是钼丝进给速度、线切割电参数,即随钼丝进给速度的增大,切割表面粗糙度增加.当电压为5V,电流为2.2A时,切割面质量最好.     

AZ31B镁合金焊接头显微组织及织构演化研究

采用先进的六轴焊接机器人对AZ31B变形镁合金进行了焊接实验研究。利用扫描电子显微镜和电子背散射对焊接接头的微观组织形貌、硬脆性沉淀相及织构演化规律等进行了表征分析。结果表明,焊接接头可明显分为母材区、热影响区和焊接熔化区,焊接熔化区呈现出了典型的铸态枝晶组织。由于在焊接过程中焊接区发生了非平衡态凝固过程,生成了大量的β-Mg17Al12硬脆性中间相。母材区呈现出了典型的{0001}<10-10>轧制强板织构,而熔化区织构则演变为{01-11}和{11-2L}型锥面织构。     

变形镁合金TIG焊接头组织和力学性能研究

采用TIG焊、使用与母材同质的焊丝对4.6mm厚的AZ31B变形镁合金进行焊接,利用金相显微镜、扫描电镜、显微硬度计、电子拉伸试验机等手段对焊接接头的显微组织、元素分布、断口形貌、接头硬度和强度等进行了分析.结果表明:焊缝区为细小的等轴晶,组织为α-Mg固溶体和网状分布的B-Mg17Al12金属间化合物;接头硬度分布不均匀,焊缝区最高,热影响区最低;焊缝区Mg元素烧损,Al含量较高;接头抗拉强度达到220MPa,是母材的93%,断裂发生在热影响区,断口形貌为韧-脆混合断裂.     

真空条件下Nd对AZ31变形镁合金的影响

研究真空条件下，在重熔AZ3l镁合金的过程中添加Mg—Nd中间合金，分析真空熔炼合金中夹杂物的成分及Nd的吸收率，观察其微观组织，对析出相进行分析，与不含Nd的AZ3l进行比较，并着重讨论了提高其力学性能的途径。结果表明：真空熔炼降低了夹杂物含量，使合金显现出本身的特性：添加Mg—Nd中间合金后生成新相A12Nd和Mgl2Nd细化了晶粒，使合金的力学性能得到较大改善。     

Investigation on the Explosive Welding of 1100 Aluminum Alloy and AZ31 Magnesium Alloy

The undesirable properties of magnesium alloys include easy embrittlement, low oxidation resistance, and difficulty in welding with other materials. Their application in industry is, therefore, restricted. In this paper, plates of 1100 aluminum alloy and AZ31 magnesium alloy were successfully welded together using the explosive welding technique. The influences of the welding parameters on the weld quality were investigated. The surface morphology and microstructure near the weld interface were examined by optical microscopy, scanning electron microscopy (equipped with energy-dispersive x-ray spectroscopy), and transmission electron microscopy. The experimental results demonstrated the typical wavy bonding interface. In addition, elemental diffusion with a thickness of approximately 3 μm occurred near the bonding interface. The two plates were joined together well at the atomic scale. Nanograins with a size of approximately 5 nm were observed in the diffusion layer. The microhardness and shear strength were measured to evaluate the mechanical properties, which confirmed that a high quality of bonding was acquired.     

AZ31B型镁合金表面钛盐化学转化膜

研究了一种镁合金表面无铬钝化的钛盐环保型化学转化膜处理工艺。利用中性盐雾试验和极化曲线法测试了转化膜的耐蚀性能,采用SEM、EDS等方法对膜的形貌、元素组成进行了研究。结果表明,钛盐转化处理后在镁合金表面形成含钛氧化物膜层,该膜层有良好的耐蚀性能。