AZ31B镁合金TIG焊接接头组织与性能

通过拉伸、弯曲和硬度等试验以及金相显微组织分析,研究4 mm AZ31B镁合金焊接接头组织和性能。试验结果表明:4 mm拉伸试件断裂位置位于热影响区;抗拉强度满足要求;所有弯曲试件的面弯和背弯均未出现断裂,弯曲性能良好;TIG焊焊缝区晶粒相对细小,组织为α-Mg固溶体,晶界弥散分布着黑色β-Mg17Al12沉淀相,热影响区组织晶粒较母材有所长大;母材硬度高于热影响区和焊缝,接头热影响区有软化现象;从4 mm AZ31B镁合金TIG焊对接接头(去掉余高)脉动拉伸疲劳试件宏观形貌可以看出,断裂位置为热影响区。     

激光焊接AZ31B镁合金接头微观组织特征

采用YAG激光器焊接Z31B镁合金，利用金相显微镜、电子探针、X射线、扫描电镜、硬度仪分别研究了激光焊接接头的微观组织、元素分布、断口形貌、硬度变化。结果表明，AZ31B镁合金激光焊接接头没有明显的热影响区，焊缝狭窄，接头成形好，焊缝为细小的等轴晶，但靠近上表面存在大晶粒；没有发现区域偏析，无脆晶相(Mg17Al12)存在；镁的蒸发损失导致焊缝金属中铝含量的升高，而锌基本不变，同时熔深方向镁的损失增大；断口表现为混合断裂，没有气孔和裂纹存在；硬度沿熔深方向变大。     

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.     

AZ31镁合金薄板的CO2激光焊接接头性能

采用CO2激光焊接试验系统对AZ31镁合金薄板进行了焊接,研究了不同工艺条件下焊缝熔宽的变化,并对焊接接头的微观组织和接头性能进行了研究.试验结果表明,激光功率和焊接速度对焊缝熔宽有较大的影响.显微硬度测试和接头拉伸试验结果表明:焊接接头区域的显微硬度和抗拉强度都高于母材,焊接接头具有良好的力学性能.接头区域的晶粒细化和新的合金相的形成是接头性能改善的主要原因.     

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。     

AZ61镁合金激光焊接接头的组织与性能

采用CO2激光焊接系统对AZ61镁合金材料进行焊接,研究两种不同焊接工艺条件下激光焊接接头的微观组织和化学成分的情况,并对焊接接头进行显微硬度测试和接头拉伸实验。结果表明:AZ61镁合金CO2激光焊接接头成形良好,焊缝区域晶粒明显细化,热影响区减小,焊缝区域主要由细小的-αMg相及(α Al12Mg17)等共晶体组成;焊缝的化学成分中铝含量明显高于母材,而镁含量则低于母材;合金成分铝的增加有利于焊缝区域晶粒细化和力学性能的提高。焊接接头区域的显微硬度和抗拉强度都高于母材,焊接接头具有良好的力学性能,说明CO2激光焊接是焊接AZ61镁合金材料的有效方法。     

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.     

退火对AZ31B镁合金TIG焊接接头组织与性能的影响

采用钨极氩弧焊对2.7 mm厚的AZ31B镁合金板进行焊接,研究了退火处理工艺(200℃1 h,250℃1 h,300℃1h,350℃1 h,400℃1 h,450℃1 h)对AZ31B镁合金焊接接头组织、力学性能和析出相的影响,利用光学显微镜和扫描电镜对焊后及退火处理后的接头显微组织进行观察,在退火处理前对焊缝区组成和相进行EDS、XRD分析,对不同退火条件下的接头进行了拉伸试验。结果表明,经过400℃1 h退火处理后,焊缝区粗大的颗粒物基本溶于基体,晶粒变得细小均匀,抗拉强度和伸长率均达到最大值,焊缝区在焊接过程并没有低熔点共晶化合物Mg17Al12生成。当退火温度进一步升高时,焊缝处晶粒呈现异常长大,抗拉强度和伸长率急剧降低。     

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。     

AZ31镁合金激光-MIG复合焊接接头组织和疲劳性能研究

为了提高AZ31镁合金激光-MIG复合焊接接头的可靠性,本文开展了10mm厚AZ31镁合金组织和疲劳性能研究,分析了复合焊接接头的组织、硬度及疲劳性能。结果表明:镁合金激光-MIG复合焊缝形貌呈V型,焊缝热影响区较小,焊缝区为细小的等轴晶组织,且电弧区晶粒大小大于激光区,焊接接头软化区小。镁合金激光-MIG复合焊接接头沿焊接方向疲劳性能呈现出"先减后增,而后再减"的变化规律。     

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。     

焊接速度对GTA焊接AZ31B镁合金接头组织和拉伸性能的影响

研究焊接速度对脉冲电流钨极惰性气体保护焊接（PCGTAW）AZ31B镁合金接头组织和拉伸性能的影响。实验中焊接速度为105-145 mm/min。结果表明,焊接速度为135 mm/min时,所得接头具有最好的拉伸性能。在熔合区生成的细小晶粒组织和均匀分布的析出相是导致较好的拉伸性能的主要原因。     

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。     

厚板AZ31镁合金搅拌摩擦焊焊接接头的组织与性能

对10mm厚板A231镁合金成功进行了搅拌摩擦焊接,获得成形良好、表面光滑、无裂纹、无气孔的焊接接头.研究该搅拌摩擦焊接头不同区域的显微组织特征,并通过拉伸、冲击和硬度试验分析了焊接接头的力学性能.结果表明,焊缝中心区是均匀细小的等轴晶粒,热力影响区晶粒大小不均匀,存在较明显的塑性流变带结构;焊接接头的抗拉强度达到母材的80%以上,焊接接头的冲击韧性比母材高,焊接接头的显微硬度比母材稍有降低,焊接接头具有较好的力学性能,说明搅拌摩擦焊是焊接厚板镁合金的一种有效方法.     

AZ31B镁合金搅拌摩擦焊接头的组织与性能

对我国航天工业中常用的6.6 mm厚的AZ31B镁合金进行了搅拌摩擦焊试验,获得了型面良好、表面质量光滑、检测无缺陷的焊接接头。对比分析了镁合金在不同工艺参数下的焊接接头拉伸、硬度以及断裂等力学性能;同时,研究了AZ31B镁合金搅拌摩擦焊在不同区域的显微组织结构。结果表明,焊接接头抗拉强度达到250 MPa,为母材的89.3%,焊接接头硬度大于母材硬度,接头断裂位置位于前进边热力影响区附近;焊核区晶粒大小均匀,热力影响区晶粒大小不一,存在焊核区塑性流动和搅拌头的转动双重作用结构,从而论证了航天AZ31B镁合金搅拌摩擦焊的可行性。     

深冷处理对AZ31镁合金焊接接头组织与性能的影响

针对镁合金焊接接头的软化问题,采用不同深冷时间对AZ31镁合金MIG焊接接头进行了深冷处理,并测试与分析了不同深冷时间下焊接接头的力学性能和显微组织。结果表明,深冷处理可显著强化AZ31镁合金焊接接头,其中经过(-196℃,12 h)深冷处理后的焊接接头,硬度提高了8.3%,抗拉强度与伸长率分别提高了15.43%和10.16%;随着深冷时间的延长,焊接接头的组织进一步细化,并有第二相在基体上不断析出,且呈弥散分布。