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.     

AZ31镁合金薄板的焊接

ＡＺ31镁合金具有良好的耐蚀性、导热性 ,并且质量轻 ,具有一定的强度 ,在航空、航天、汽车等领域的应用前景较好 ,但目前国内还没有成熟的ＡＺ31镁合金焊接工艺。根据工程要求 ,我们对ＡＺ31型镁合金薄板进行了焊接工艺试验。1　焊接性分析ＡＺ31镁合金化学成分见表 1。其焊接性不良 ,主要表现在 :(1)化学活泼性强 ,焊接时极易产生氧化镁和氮化表 1　ＡＺ3 1镁合金化学成分 (% )材质Ｍｇ ＡｌＭｎＺｎＣａＳｉＣｕＮｉＦｅ杂质总和ＡＺ3 1余量 2 .5～ 3 .5 0 .2～ 1.0 0 .6～ 1.40 .0 40 .10 0 .0 5 0 .0 0 5 0 .0 0 5 0 .3镁造成焊缝夹渣…     

激光-TIG复合焊接镁合金AZ31B焊接工艺

以变形镁合金AZ3lB为主要研究对象,研究激光-TIG复合热源焊接镁合金工艺特点,利用正交试验分析焊接规范对焊缝成型的影响。试验结果表明,激光束的存在增强了镁台金高速焊接时电弧的稳定性,增大了焊缝的熔深。在最佳的工艺条件下镁合金焊缝成型良好．无气孔、裂纹等缺陷,焊接接头抗拉强度与母材强度相当,表明激光-TIG复合热源焊接是一种理想的镁合金焊接新工艺。     

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.     

AZ31B镁合金搅拌摩擦焊接头组织与性能

对挤压态变形镁合金AZ31B进行搅拌摩擦焊连接。实验结果表明,可获得优质的焊接接头,接头抗拉强度可达母材的92．4％,但适当的工艺参数选择范围较窄。对焊缝的端面微观组织特征分析发现：焊核与母材组织差异极大．焊核区形成细小、均匀的再结晶组织,热力影响区呈层状分布且较宽,热影响区晶粒存在不明显的部分再结晶长大。前进侧热力影响区氧化物、杂质富集层的存在和应力集中是造成接头力学性能下降的主要原因。     

AC MIG与DC MIG焊接工艺及控制的分析

比较分析了DCEP P MIG焊与DCEN MIG焊的焊接现象,在此基础上,解释了研究开发AC P MIG焊的意义。AC P MIG焊克服了DCEP MIG焊时容易产生的磁偏吹现象,且比DCEP P MIG焊的焊丝熔化速度快、焊缝熔深浅。AC P MIG焊有多种电流模式,其交流电流负极性比率AC I EN％主要用于控制焊缝熔深,其交流电流正极性脉冲Ip主要用于控制熔滴过渡,最理想的是1周1脉1滴的熔滴过渡形式。根据有关的研究表明,在相同送丝速度的条件下,AC P MIG焊的焊缝熔深随AC I EN％增加而减小,焊缝表面光泽好,焊丝熔化金属热含量低等,这些特点最适宜用于焊接薄板。     

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。     

Study on ac-PMIG welding of AZ31B magnesium alloy

Abstract

Welding of AZ31B magnesium alloy is carried out using alternating current pulsed metal inert gas (ac-PMIG) welding with 1·6 mm diameter of filler wire. Typical current waveform is used to make sure arc given an accurate energy input into filler wire. The arc characteristics, metal transfer forms, microstructure and mechanical property of ac-PMIG welding of AZ31B magnesium are investigated. The results show that a stable welding procedure and continuous joints can be obtained easily under a wide range of welding parameters. The most important factors for ac-PMIG welding are negative electrode (EN) ratio and pulse rework current, which give an accurate energy input into filler wire. The grain in fusion zone is much finer and more uniform, and grain size does not grow significantly in the heat affected zone compared with base metal. The average ultimate tensile strength of weld beads is 97·2% of base metal.     

Friction stir welding of magnesium alloy AZ31B to aluminium alloy 5083

Abstract

A preliminary investigation has been carried out into the application of friction stir welding for joining a magnesium alloy to an aluminium alloy. The work has shown that liquation during the welding process can lead to the formation of a brittle intermetallic at the joint interface. This intermetallic has a microstructure composed of a divorced lamellar eutectic containing Al₁₂Mg₁₇ and magnesium. The formation of this microstructure and its influence on mechanical properties are discussed in terms of solidification theory.     

Friction stir welding of AZ31 magnesium alloy

Friction stir welding (FSW) is an new solid-phase joining technology which has more advantages over fusion welding methods in welding of aluminum and other non-ferrous metals. The effects of welding parameters on mechanical properties and microstructure during friction stir welding of AZ31 magnesium alloy were studied in this paper. Microstructures and mechanical properties of the joints were investigated by means of optical microscopy, scanning electric microscopy ( SEM ) , micro-hardness analysis, and tensile test. Experimental results show that the magnesium alloy can be successfully welded by FSW method, and the ultimate tensile strength (UTS) of FSW joint reaches up to 90 percent of base metal. The microstructures of welded joints exhibit the variation from dynamically recrystallized fine grains to greatly deformed grains. Hardness in nugget zone was found lower than the base metal but not too obvious.     

异种镁合金AZ31B与AZ61A的搅拌摩擦焊工艺

对异种变形镁合金AZ31B与 AZ61A进行搅拌摩擦焊对接实验,研究了工艺参数对接头组织及力学性能的影响。结果表明：当采用凹面圆台形搅拌头,且将AZ31B置于后退侧进行施焊时较易得到成型良好、无焊接缺陷的对接接头,接头抗拉强度最高可达到母材AZ31B的90.5%。对焊缝的端面微观组织特征分析发现：接头各区域组织差异很大,前进侧热力影响区组织呈层状分布且较宽。当工艺参数不恰当时,该区域层间易产生氧化物和杂质物的富集。夹杂层的存在和应力集中是造成接头在前进侧热力影响区力学性能下降的主要原因。     

AZ31B变形镁合金CO2激光焊接模式及焊缝成形特点

用CO2激光对4 mm厚的AZ31B变形镁合金进行了焊接试验,试验中出现了三种焊接模式:小孔焊、热导焊、模式不稳定焊.分析发现在一定参数范围内激光功率是焊接模式的决定因素.提出用正面熔宽与纵深段熔深的比值来表征小孔焊焊缝的形状特点,并对焊缝形状参数的影响因素进行了分析.发现焊接热输入是控制焊缝形状的最主要因素,而焊接速度变化引起的激光能量利用率的变化和激光功率变化引起的等离子体羽翼导热影响范围的变化也是焊缝形状的影响因素.在保证熔透的前提下,选择较低的激光功率、较高的焊接速度和较弱的焊接规范有利于获得深而窄的焊缝.     

表面状态对AZ31B镁合金薄带超声波焊接性的影响

研究和讨论了焊接材料厚度、表面状态、中间层材料等因素对AZ31B镁合金超声焊接性的影响.结果表明,成功焊接的镁金属薄带(不大于0.3 mm)被强制分离将导致与焊点交界处的未被焊接的材料撕裂开,界面接合强度可达到3～10 MPa;表面状态对镁合金薄带焊接的界面接合强度影响较小,焊接自身包含对焊接件表面破碎及清理作用;焊接区域的温度升高与焊接材料厚度成反比,无需外加温度;中间层材料的选择对Mg/Mg界面超声波焊接有一定作用,有待于进一步研究及探讨;可采用多触头或滚焊方式实现大面积超声波镁合金薄带焊接.     

AZ31B镁合金薄板焊接工艺及接头性能研究

采用钨极氩弧焊方法对AZ31B镁合金2 mm厚度薄板的焊接性能进行研究,用拉伸试验机对焊接接头进行拉伸试验和扫描电镜SEM对接头组织结构进行观察分析。试验结果表明,当焊接电流为55 A～60 A,焊接速度为6mm/s,正面氩气流量为13 L/min,背面氩气流量为2 L/min时,得到的焊接接头力学性能优良。在该工艺参数条件下接头的抗拉强度可以达到母材的90%,伸长率大于8%。     

AZ31B镁合金点焊接头拉剪断裂特征

针对板厚2 mmAZ31B镁合金板材在DZ-3×100三相次级整流点焊机上进行焊接.通过对其焊接接头的拉剪试验、金相显微观察、断口SEM分析、XRD分析,研究了镁合金点焊接头拉剪断裂特征.结果表明,点焊接头拉剪断裂呈现拉剪撕裂和整核断裂两种断裂形式.熔核处断口为韧性-脆性混合型断裂,母材断口处呈现一典型的韧性断裂特征.熔核与母材的物相基本一致.母材焊后,晶界及晶面上析出硬而脆的Mg17Al12金属间化合物,且所占比例远远超过母材基体,熔核区域的断裂倾向增大,Mg17Al12金属间化合物在XRD图谱上衍射峰强.