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%。     

AZ91D镁合金钨极氩弧焊接头组织性能分析

利用钨极氩弧焊方法,在无填充材料和不开坡口条件下获得了AZ91D镁合金的焊接接头.利用扫描电镜和能谱分析了焊缝组织形貌和成分,测试了接头的显微硬度分布.结果表明:利用钨极氩弧焊方法,在焊接电流为152A、弧焊电压13.4V、焊接速度6.5 mm/s以及采用20 L/min的氩气焊接工艺条件下,可以实现3.4mm厚度的AZ91D镁合金的连接,接头情况良好;焊缝组织主要由黑色基体相α-Mg、白色块体(α+Mg17Al12)共晶体和灰色块体组成;焊缝宽度可达7mm,焊缝区平均显微硬度达到64.5 HV0.2,母材的显微硬度为56.3 HV0.2,接头显微硬度曲线过渡平滑.     

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。     

AZ31B镁合金熔焊接头弯曲变形行为研究

采用与母材同质的焊丝对AZ31B镁合金板材进行手工钨极氩弧焊,利用专门设计的模具对镁合金熔焊接头进行423K弯曲变形试验,通过光学显微镜、扫描电镜及拉伸试验机等手段,研究了弯曲前、后的AZ31B镁合金熔焊接头的微观组织及力学性能.结果表明:AZ31B镁合金熔焊接头经423K弯曲变形后,焊缝区和热影响区都出现了一定的孪晶,接头热影响区铸态枝晶组织转变为细小的孪晶组织,孪生成为接头主要的变形机制;焊缝近表面处孪晶密度比中部密度大,焊缝及热影响区晶粒明显得到细化;接头抗拉强度由原先的178MPa增加至216MPa,伸长率由7％提高到9％.     

AZ91B镁合金TIG焊接头组织与性能

使用AZ61和AZ91焊丝TIG焊AZ91B镁合金均可获得组织致密、焊缝与母材结合良好的焊接接头。焊缝组织由分枝发达、呈雪化状的α枝晶以及晶间(α Mg17Al2)低熔点共晶体组成；熔合区组织由细小的α-Mg等轴晶和晶间共晶体组成；热影响区组织接近母材，由粗大的α-Mg树枝品和分布于其间的α Mg17Al2共晶体组成。由于焊接过程中镁的过热蒸发，导致焊缝相对含Al量升高，共晶体含量增多，从而使焊缝热裂纹倾向增大。使用ER AZ61焊接AZ91B合金更易获得抗热裂性能高、与母材成分和组织一致性好的接头；而且接头抗拉强度和伸长率也较高。     

AZ31镁合金双面对称搅拌摩擦焊接头疲劳性能

试验选用ZK61, AZ31, AZ61和AZ91镁合金进行焊接凝固裂纹敏感性的分析. 首先进行了双速模式下的横向移动裂纹敏感性试验,获得了4种镁合金的临界横向移动速度,并对凝固裂纹敏感性进行了评估和排序：ZK61 > AZ31 > AZ61 > AZ91,与单速模式试验结果以及基于│dT/d(f_S)^1/2│_max作为裂纹敏感指数得到的计算预测结果一致,验证了双速模式的横向移动裂纹敏感性试验用于评估镁合金凝固裂纹敏感性的有效性.凝固裂纹尖端及周边存在液相回填特征,ZK61镁合金的晶间回填液相呈非连续状且回填通道较窄,难以起到愈合裂纹效果,增大了凝固裂纹敏感性;AZ91镁合金液相回填通道宽度最大,有利于晶间液相回填,降低了凝固裂纹敏感性.     

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。     

AZ31镁合金氦-氩混合气体TIG焊接头组织和力学性能研究

以氦-氩混合气体为保护气氛，对AZ31镁合金板材进行了TIG焊，并对焊接接头的显微组织、力学性能进行了测试。结果表明，焊缝区全部由均匀细小的等轴晶组成，热影响区组织较粗大；热影响区的硬度明显比母材低，焊缝区的显微硬度和母材相近；焊件的抗拉强度为母材的68．6％，断裂发生在热影响区，属于韧-脆混合断裂。     

AZ31B镁合金TIG-MIG双弧焊接组织分析

研究了2 mm厚的AZ31B镁合金薄板在TIG-MIG双弧堆焊条件下的工艺特点,利用金相显微镜、扫描电镜等对焊接接头显微组织、焊缝相成分等进行了分析。结果表明,焊接接头主要由母材、热影响区、焊缝区组成。在热影响区和焊缝区之间有较明显的熔合区,该区域由熔池边界半熔化状态的部分冷却而成。由于热循环和焊接冶金作用有大量的析出物(Mg17Al12),因此可以推断此处力学性能较差。焊缝区组织较细,有多种金属间化合物析出。     

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.     

AZ31B镁合金电阻点焊接头断裂形式分析

以AZ31B镁合金板材为研究对象,采用基于断裂力学理论分析电阻点焊接头 拉剪力试验后的两种断裂模式,即纽扣断裂和结合面断裂.结果表明,AZ3lB镁合金焊点断裂形式受熔核边界的最大拉应力影响,当熔核边界的最大拉应力小于母材抗拉强度时,焊点发生纽扣断裂,反之则发生结合面断裂;同时,AZ31B镁合金的焊点从纽扣断裂过渡到结合...     

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.     

AZ31B镁合金厚板变极性等离子加丝焊接及工艺研究

采用变极性等离子焊接方法对AZ31B镁合金进行焊接,通过观察AZ31B镁合金变极性等簿子焊接现象,探讨了变极性等离子工艺参数(焊接电流、等离子气流量、焊接速度、送丝速度等)对焊缝成形的影响.试验表明,AZ31B镁合金变极性等离子焊接时将产生烟雾,焊缝正反两面都需要氩气保护,镁合金变极性等离子焊接的工艺范围较宽,通过选择适当的工艺参数可以获得理想的焊缝成形.     

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.     

AZ31B镁合金直流脉冲MIG焊接特性(英文)

采用直流脉冲MIG(DC-PMIG)焊接工艺及直径为1.6mm的镁合金焊丝,获得连续的3mm和8mm厚度的AZ31B镁合金焊接接头。研究镁合金DC-PMIG焊的熔滴过渡行为及机制、稳定焊接过程的参数范围、组织及力学性能。结果表明:镁合金DC-PMIG焊能够实现的熔滴过渡方式有3种,分别为大滴过渡、射滴过渡、射流过渡。大滴过渡会产生尺寸较大的焊接飞溅;当采用射滴过渡和射流过渡,且焊丝线能量为242~271J/cm、熔滴尺寸为1.6~0.9mm、熔滴过渡频率为30~69Hz时,能够获得焊接飞溅很少的高质量接头。焊接接头的最高极限抗拉强度为母材的94.6%。     

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…     

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。     

Process and joint characterizations of laser-MIG hybrid welding of AZ31 magnesium alloy

High power laser-metal inert gas (MIG) hybrid welding of AZ31 Mg alloys was studied. Microstructure and fracture surface of welded joints were observed by optical microscope and scanning electron microscope. The mechanical properties of welded joints were evaluated by tensile test. Under the optimal welding parameters, the stable process and sound joints were obtained. The tensile strength efficiency of welded joints recovered 84-98% of the substrate. It was found that the arc was compressed and stabilized by the laser beam during the hybrid welding. The compressed extent of arc column increased with laser power, and the process stability could be improved by increasing laser power and arc current or slowing welding speed. The arc stabilized mechanism in laser-MIG hybrid welding of Mg alloys was summarized in two factors. First, the laser keyhole fixes the arc root and improves the igniting ability of the arc. Second, the electromagnetic force is downward and increased by the laser-arc interaction, which prevents the overheating of the droplet and smoothes droplet transfer from the wire to the weld pool.