AZ31镁合金搅拌摩擦焊接头力学性能

成功实现了2．5mn厚AZ31镁合金的搅拌摩擦焊接。焊接参数的选择决定接头的力学性能，通过拉伸和弯曲试验，分析了焊接参数的选择对接头性能的影响。试验结果表明，当焊接速度为75～150mm／min，旋转速度为900～l500r／min之间时，可以得到性能好的接头。为简化焊接参数的选择，同时考虑焊接速度和旋转速度的相互影响。提出一个新的评定参数R/ε，即单位长度上的旋转次数，并分析R/v与接头性能之间的关系。结果表明，iv R/r=8～15时，接头性能良好，可知，当焊接速度和旋转速度的选择在一个比较合理的范围时，R／v可以作为搅拌摩擦焊接参数选择的依据。     

FSW焊接AZ31镁合金板材接头组织与性能分析

选用Al-Zn-Mn-Mg系镁合金板材进行搅拌摩擦焊接,分析其接头显微组织及沉淀相演变规律。由于温度和变形程度不同,搅拌区不同位置的组织有所不同,焊核区组织是细小、均匀的等轴晶,存在圆片状和棒状沉淀相;热机影响区晶粒局部较细小,有明显变形,圆片状和棒状沉淀相中镁含量降低,铝含量增加;热影响区晶粒部分细小,部分长大,晶粒大小不均;母材呈典型的轧制组织。整体区域硬度变化不大,与母材区比略有下降。     

搅拌头转速对AZ31镁合金厚板搅拌摩擦焊接头力学性能的影响

选用9.8 mm厚AZ31镁合金进行搅拌摩擦焊对接试验,探究搅拌头转速对焊接接头力学性能和表面成型的影响。结果表明,接头的力学性能随搅拌头转速的增加呈先增大后减小的趋势。过低的搅拌头转速会造成热输入不足,产生隧道缺陷,降低接头力学性能;搅拌头转速过高会造成热输入过大,也会降低接头的力学性能。当选择转速800r/min,焊接速度180 mm/min时,接头力学性能最好,拉伸断口呈韧性断裂,无缺陷。     

AZ31镁合金板材点焊接头的力学性能与断裂特征

用交流点焊机焊接了AZ31镁合金板材,测试了不同表面清理状态下点焊接头的力学性能,用光学显微镜和扫描电镜分析了接头的显微组织和拉伸断口形貌.结果表明:在其它参数不变的情况下,接头的拉剪强度随电极压力的增加先增大,后减小,中间有个峰值;焊接电流和焊接时间对接头断裂强度的影响规律与电极压力相似.表面清理状态对接头的质量有很大影响,焊前未经过清理的接头强度较低;焊前经机械打磨的接头总体焊接质量较好;焊前采用化学清理的接头,质量稳定,接头强度随焊接电流的增大而提高.焊缝组织由等轴晶和柱状晶构成,拉伸断口呈韧脆混合的断裂特征.     

AZ31镁合金板材变路径压缩对力学性能影响

室温下,对AZ31镁合金轧制板材依次沿轧向(RD)、横向(TD)和法向(ND)压缩,依据压缩路径的不同,分别对应RD、RD-ND、RD-TD和RD-TD-ND 4种压缩方式,分析上述压缩过程镁合金的力学性能和织构变化,并对上述压缩变形后的镁合金分别进行室温沿RD方向拉伸变形,分析不同压缩变形方式对拉伸力学性能的影响。结果表明:RD-TD压缩过程中对应的}2110{-}2110{二次孪晶大幅度提高屈服强度,试样经RD-TD压缩后产生强烈的}1110{锥面织构和}0110{柱面织构。镁合金经RD方向压缩后,在后续的RD方向拉伸变形中}2110{解孪晶的启动明显提高塑性。     

搅拌头形状对2024铝合金FSW接头力学性能的影响

采用1~#圆锥螺纹、2~#圆锥凸轮螺纹、3~#三棱锥和4~#偏心圆锥螺纹四种不同形状搅拌头对4 mm厚的2024铝合金进行搅拌摩擦焊接,对不同搅拌头形状对接头的硬度、残余应力及抗拉强度等力学性能的影响进行了分析。结果表明,接头的硬度曲线呈"W"型,最小值出现在前进侧热机影响区,硬度最小值的大小关系为3~#2~#1~#4~#;接头纵向残余应力均呈现"M"型,大小关系为4~#1~#2~#3~#,这与焊接过程中的温度场相一致;四种接头的抗拉强度和伸长率大小关系为3~#2~#1~#4~#,即三棱锥搅拌头焊接形成的接头抗拉强度和伸长率最大,分别为394.74 MPa、15.38%。     

搅拌头倾角对FSW成形和接头力学性能的影响

研究了搅拌头倾角对FSW接头焊核区材料的塑性流动和接头力学性能的影响。结果表明,焊接速度一定,倾角θ小于1.5°时,在搅拌头轴肩下0.5mm处出现隧道型缺陷,搅拌针下部的焊核金属发生沉积;随着倾角θ增大,焊核区的金属发生强烈地塑性变形和流动,缺陷逐渐消失,焊核区变宽。对焊接接头拉伸断口进行扫描电镜观察发现:当θ为2°时,在焊核区上表面位置出现"弱连接"现象。断口和力学性能综合分析表明,当θ为3.5°~4°时,焊核区宽度最大,LF5铝合金接头强度和延伸率分别达到最大值:305MPa和16%。     

焊接参数对AZ31镁合金搅拌摩擦焊接头组织和力学性能的影响

研究了板厚为6mm的AZ31镁合金搅拌摩擦焊工艺,并对接头的断裂机制进行了考查。在转速为1000r/min,焊接速度为60～300mm/min条件下获得表面平整,无缺陷的焊缝。与母材相比,搅拌区的晶粒得到明显细化。随焊接速度增加,搅拌区的晶粒尺寸减小。搅拌区的硬度高于其他区域。焊接速度为150mm/min时,接头拉伸强度最高,达到母材的92.7%。断裂多发生在热影响区,热影响区晶粒粗大且分布不均,显微硬度最低,是焊接接头的薄弱环节。     

时效处理对AZ31镁合金焊接接头组织及力学性能的影响

对AZ31镁合金钨极氩弧焊焊接试样在360℃下进行了2 h的固溶处理,水冷后在140℃下进行时效处理。利用扫描电镜、显微硬度仪和试样拉伸设备研究了时效处理时间对试样微观组织和力学性能的影响。结果表明:140℃的时效处理没有使焊缝区和热影响区出现强化相,只是出现了铝元素富集区,说明较低温时效处理没能有效提高焊缝组织的硬度,但改善了材料的力学性能。焊后时效处理2 h的试样综合力学性能最佳,室温下拉伸强度与伸长率分别达到了224 MPa和8.5%。     

温度及搅拌摩擦加工对AZ31镁合金力学性能的影响

在不同温度下对AZ31镁合金挤压型材实施了搅拌摩擦加工实验,利用光学显微镜和试样拉伸设备,研究了温度及搅拌摩擦加工对试样加工硬化率及力学性能的影响。研究表明:随着温度升高,母材和搅拌区材料的屈服强度和抗拉强度均减小,母材强度减小的较多;搅拌区材料的总伸长率和均匀伸长率均高于母材,温度达到100℃时,均达到最大值,分别为35%和33.5%;搅拌区材料室温及100℃的加工硬化率在较高应变量时仍能保持一定水平,而母材所有温度下的加工硬化率均随应变增大而大幅下降;母材的拉伸应变由非基面滑移和压缩孪晶主导,而搅拌区材料拉伸应变则转为由基面滑移和拉伸孪晶主导。     

Sm对AZ31镁合金力学性能的影响

以AZ31镁合金为基础,通过加入稀土元素Sm(钐)进行合金化,以获得室温和高温力学性能优良的耐热镁合金。采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、电子拉伸试验机等多种分析和测试手段,较为系统地研究了稀土元素Sm对AZ31镁合金显微组织及室温和高温力学性能的影响。结果表明,适量的稀土元素Sm的加入能够改善AZ31镁合金的显微组织,提高其力学性能。随着钐含量的增加,合金的强度和伸长率先升高后降低,且当w(Sm)=1.5%时,不论是在室温(20℃)还是在高温(150℃、175℃),合金的抗拉强度和伸长率取得最大值。在稀土元素Sm的加入量一定时,合金的抗拉强度随温度的升高而降低。     

退火温度对大变形热轧AZ31镁合金板材力学性能的影响

采用热挤压态AZ31变形镁合金板坯,研究了退火温度对大变形热轧AZ31变形镁合金板材力学性能的影响.结果表明:随着退火温度的升高,变形镁合金板材的抗拉强度和屈服强度减小,伸长率呈线性增加趋势,硬度和杯突值均降低.变形镁合金板材的力学性能与其晶粒尺寸和组织均匀性密切相关.     

AZ31镁合金搅拌摩擦焊接头腐蚀行为

系统的研究了AZ31镁合金搅拌摩擦焊焊接接头在NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明,AZ31镁合金搅拌摩擦焊焊缝的腐蚀电位和母材相近,而母材的腐蚀电流密度为0.45 m A·cm~(-2),焊缝的为1.63 m A·cm-2,后者是前者的近4倍。由于焊接接头的焊缝区受到晶粒尺寸及β相析出的影响,导致焊缝耐蚀性能比较差,腐蚀最先从焊缝区域产生。腐蚀初期母材的抗腐蚀能力比焊缝的抗腐蚀能力强,但当焊缝区域进入自保护状态时,母材腐蚀速率将大于焊缝区域。     

AZ31镁合金搅拌摩擦点钎焊接头微观组织和力学性能

研究了几种钎料及硬质相(锌钎料、锡钎料及SiC硬质相颗粒)对镁合金搅拌摩擦点钎焊接头微观组织、剪切力及硬度分布的影响。结果表明,加入锌钎料时,钎料能充分与母材发生冶金反应,生成MgZn2硬质相,焊核区的硬质相阻碍了金属的塑性流动,且在钎焊区会形成较大的钎焊界面,焊接接头剪切力从3．5 kN提升到了5．8 kN,且焊接接头具有较高的硬度。     

AZ31B镁合金铸轧板材组织及力学性能研究

运用光学显微镜、扫描电镜及万能拉伸试验机等检测分析手段对AZ31B镁合金铸轧板材组织和力学性能进行了研究。结果表明,该合金由等轴枝晶和变形枝晶组成,共晶体组织主要由β-Mg17Al12和少量β-Mg17(AlZn)12相组成,晶内弥散分布着细小圆状Al8Mn5析出相。AZ31B镁合金铸轧板材在轧向(RD)和横向(TD)的抗拉强度分别达到250MPa和200 MPa,伸长率分别为5.5%和6.0%,断裂类型分别为脆性解理断裂和准解理断裂。     

AZ31B镁合金铸轧板材组织及力学性能研究

运用光学显微镜、扫描电镜及万能拉伸试验机等检测分析手段对AZ31B镁合金铸轧板材组织和力学性能进行了研究。结果表明,该合金由等轴枝晶和变形枝晶组成,共晶体组织主要由β-Mg17Al12和少量β-Mg17(AlZn)12相组成,晶内弥散分布着细小圆状Al8Mn5析出相。AZ31B镁合金铸轧板材在轧向(RD)和横向(TD)的抗拉强度分别达到250MPa和200 MPa,伸长率分别为5.5%和6.0%,断裂类型分别为脆性解理断裂和准解理断裂。     

电子束焊接工艺参数对AZ31镁合金接头形貌和性能的影响

采用电子束焊接工艺对11 mm厚的AZ31镁合金挤压板进行堆焊试验,通过改变加速电压、电子束流、聚焦电流和焊接速度等参数研究了电子束焊接参数对焊缝宏观形貌的影响规律。结果表明,其他条件保持不变,规律增大加速电压或电子束流时,焊缝的熔深和熔宽逐渐增加,且电子束流对其影响效果更加明显。聚焦电流的变化对焊缝的形貌影响作用较大。随着焊接速度增大,焊缝的熔深和熔宽逐渐减小。热输入量对接头的组织和性能有重要影响,焊接线能量增大,α-Mg晶粒尺寸增大,β相在晶内和晶界处析出量逐渐增多。焊接接头硬度值分布为焊缝区高于部分熔化区和母材,增大焊接线能量,焊缝区硬度值呈下降趋势变化。     

镁合金AZ31搅拌摩擦焊接头的微观组织

采用搅拌摩擦焊接法焊接了镁合金AZ31, 研究了焊接参数对焊接接头微观组织和显微硬度的影响. 结果表明 焊接接头成形良好, 焊缝没有气孔、裂纹和夹渣, 焊缝区的显微硬度比母材稍有降低, 但降低幅度不大.     

轧后深冷处理工艺对AZ31镁合金板材组织和力学性能的影响

为了改善传统热轧AZ31镁合金板材的微观组织,提升其综合力学性能,将AZ31镁合金板材经360℃热轧后,采用不同时间液氮浸泡进行深冷处理,研究不同深冷时间处理对热轧AZ31镁合金显微组织和力学性能的影响.结果表明:经深冷处理后,热轧AZ31镁合金中析出第二相,同时合金内部晶粒尺寸得到细化,导致孪晶产生.AZ31镁合金热...     

变形参数对AZ31镁合金板材织构的影响

利用X射线衍射(XRD)方法测量了不同轧制状态,即不同变形温度和变形量条件下AZ31镁合金板材织构的变化特征。结果表明,经过轧制之后的AZ31镁合金板材形成强烈的基面织构;在250℃~400℃范围内,变形温度的升高、变形量的增大都会促进镁合金板材棱柱面、锥面等非基面滑移系的启动,从而影响各织构组分的锋锐程度和板材各向异性的强弱。随着变形温度的升高,镁合金板材的各向异性减弱;变形量的增大,镁合金板材的各向异性增强。