外加磁场电流对镁合金焊接接头力学性能的影响

在对5mm厚的AZ31镁板进行TIG焊过程中,需要外加横向交流磁场.针对外加横向磁场电流对镁合金焊接接头力学性能的影响进行抗拉强度和布氏硬度试验,并采用扫描电子显微镜对试样的焊缝进行组织分析.研究了磁场参数对AZ31镁合金接头组织和性能的影响规律以及磁场作用的机理.研究发现,外加横向磁场可以促使电弧摆动对熔池进行作用,改变晶粒结晶过程,使焊缝中晶粒组织得到细化,进而使焊接接头的抗拉强度和硬度等性能得到改善.在适当的磁场参数作用下电磁搅拌达到最佳效果,此时焊接接头的综合力学性能最好.     

AZ31B变形镁合金板材的TIG焊接

采用TIG焊对5 mm厚AZ31B挤压镁合金板材进行了焊接试验。采用万能拉伸试验机、金相显微镜、扫描电子显微镜和显微硬度仪等分析测试手段对焊接接头的组织、力学性能以及断口形貌等进行了分析。探讨了焊接电流对焊接接头的组织及力学性能的影响,揭示了不同焊接电流下焊接接头的断裂机制。结果表明,采用TIG焊焊接5 mm厚AZ31B镁合金板时,开X型坡口,采用双面焊接双面成型工艺,在130~145 A焊接电流及合适焊接速度条件下,能得到表面成型良好的焊接接头。当正反面焊接电流均为145 A时,AZ31B镁合金板焊接接头的抗拉强度达到最大值248.6 MPa,约为母材强度的84.0%。AZ31B镁合金板焊缝区显微硬度比母材区稍有所下降,热影响区显微硬度下降比较严重。当焊接电流为145 A时,AZ31B镁合金板焊接拉伸断口有大量韧窝,属韧性断裂。     

磁场对AZ31镁合金焊接接头疲劳性能的影响

为了研究外加磁场对焊接接头疲劳行为的影响规律,在对5 mm厚的AZ31镁合金板进行钨极氩弧焊过程中,外加纵向交流变频磁场.对不同磁场参数下镁合金焊接接头进行应变控制疲劳实验,采用光学金相和扫描电镜对焊接接头的显微组织和疲劳断口进行分析.实验结果表明：当磁场电流为2 A,频率为20 Hz时,焊缝的疲劳性能达到最佳值.合适的外加纵向磁场可以促使电弧旋转对熔池进行搅拌,改变晶粒结晶过程,使焊缝中晶粒组织得到细化,进而使焊缝的疲劳性能得到改善.     

电磁作用对镁合金焊缝金属组织性能的影响

将纵向交流磁场应用于5mm厚的AZ31镁板GTAW焊接过程中，通过对焊接接头力学性能和显微组织的分析试验，找到了磁场参数对AZ31焊接接头组织和性能的影响规律，并对磁场作用机理进行了分析研究.结果表明，外加纵向磁场的电磁搅拌作用从 4个方面影响晶粒的形核及长大过程，使焊缝中晶粒组织得到细化，进而使焊接接头的抗拉强度和硬度等性能得到改善，同时磁场的电磁搅拌作用可以净化熔池中液态镁合金(使杂质球化并弥散分布)，促进气泡上浮，降低镁合金焊缝气孔及焊接热裂纹敏感性，抑制热裂纹及气孔的产生.     

镁合金缝焊焊接接头组织及断口分析

采用德国进口3GNP400ST交流缝焊机对镁合金AZ31B进行焊接试验,分析了不同焊接电流下熔核区和热影响区微观组织变化情况,得出镁合金缝焊焊接接头组织变化的一般规律及性能变化情况;观察和分析了母材和焊接接头的断口形貌.     

镁合金AM60的钨极氩弧焊

探讨了钨极氩孤焊焊接工艺对镁合金AM60接头性能的影响,分析讨论焊缝成形特点、接头组织特征及力学性能．X射线无损探伤分析表明,AM60镁合金TIG焊的焊缝在焊接电流为130A～160A时成形良好,无焊接缺陷;光学金相、SEM分析表明,AM60镁合金TIG焊接头各区域组织都由白色α-Mg相、黑色β相（Mg17Al12）和灰色（β＋Mg17Al12）共晶体组成,AM60断口形貌有明显的韧窝,属于韧断;AM60镁合金TIG焊接头力学性能在150A～160A时综合性能最好,采用不同材料作为填充金属时,与母材成分接近的接头力学性能较好．     

AZ31B镁合金缝焊焊缝微观组织分析

采用德国进口3GNP400ST交流缝焊机对镁合金AZ31B进行焊接试验,分析了规范焊接参数下焊接区的微观组织,通过物相分析得出镁合金缝焊焊接接头组织组成的一般规律及性能变化情况;观察和分析了母材和焊接接头的断口形貌。     

磁场电流对AZ31镁合金组织与性能的影响

为了改善AZ31镁合金的综合性能并提高其利用价值,通过在AZ31镁合金整个凝固过程施加旋转磁场制备镁合金管坯.通过改变磁场电流对磁场与自然凝固条件下获得的AZ31镁合金铸锭的微观组织及力学性能进行了观察与测试,研究了磁场电流对AZ31镁合金显微组织和力学性能的影响.结果表明,随着磁场电流的增大,合金晶粒逐渐细化,晶粒内部出现较多的孪晶,且β-Mg17Al12相逐渐减少并细化.磁场电流越大,AZ31镁合金的力学性能越好.当磁场电流为150 A时,AZ31镁合金的抗拉强度为194 MPa,屈服强度为98 MPa,伸长率为14. 8%,与自然凝固状态相比分别提高了23. 6%、32. 4%和57. 4%.     

晶粒大小对AZ31镁合金绝热剪切敏感性的影响

为了研究晶粒尺寸对镁合金绝热剪切敏感性的影响,采用等通道转角挤压(ECAP)技术对AZ31镁合金进行了不同程度的晶粒细化并采用分离式Hopkinson压杆对细化后的AZ31镁合金试样进行了动态剪切试验.采用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和维氏硬度计,分别对冲击压缩后的AZ31镁合金试样进行了组织观察和硬度测试.结果表明,晶粒越小,AZ31镁合金的绝热剪切敏感性越弱.在对绝热剪切带及其周围组织进行维氏硬度测量时发现,剪切带内细小晶粒区的硬度明显高于其周围组织的硬度.     

轧制对AZ31/AZ91焊接接头组织及扩散的影响

为了理解异种镁合金焊接接头显微组织的变化规律,采用TIG焊接方法制备了AZ31/AZ91焊接接头,研究了轧制变形及热处理对AZ31/AZ91焊接接头显微组织及扩散系数的影响.结果表明,随着轧制变形量的增加,AZ31/AZ91熔合区的晶粒细化程度增大,但在随后的420℃×8 h固溶处理过程中,由于再结晶充分,因此晶粒逐渐变大.在420℃×2 h固溶处理过程中,Al的扩散系数随轧制变形量的增加而增大;在420℃×8 h固溶处理条件下,Al的扩散系数随轧制变形量的增加而减小.相同轧制变形量下,Al的扩散系数随着保温时间的增加而减小.     

AZ91磁控A-TIG焊电弧形态及焊接接头组织性能

为了分析磁场和活性剂对AZ91镁合金焊缝组织性能的影响规律并探究相应的作用机理,在A-TIG焊接过程中施加纵向交流磁场,采用高速摄影技术观察并拍摄电弧运动形态,对焊缝进行硬度、显微组织和物相组成分析.结果表明,当磁场电流为1.5 A、磁场频率为50 Hz、焊接电流为80 A、涂覆量为3 mg/cm~2时,焊缝硬度最大值为68.88 HV.在合适的磁场参数和活性剂配比下,电弧挺度最大,电弧收缩明显,此时电弧的搅拌作用致使晶粒显著细化,且析出相Al_(12)Mg_(17)明显增多,这对改善焊接接头的力学性能具有积极作用.     

磁脉冲焊接的数学模型

从飞板冲击的动力学方程出发,建立了磁脉冲焊接过程的动力学模型,推导了接触点产生射流的临界速度与被焊工件的密度、屈服强度、几何形状与装配间隙的关系,其中充电电压作为可调工艺参数.采用所建立的模型计算出焊接铝合金1050与镁合金AZ31、铝合金5A03和铝合金5A06所需的充电电压,成功实现了上述2种异种材料的磁脉冲焊接,验证了所建立模型的正确性.     

镁合金双弧焊接过程研究与分析

研究了镁合金MIG-TIG双弧焊接方法,通过工艺实验获得了影响焊接过程的工艺参数(电流、弧长、焊丝末端与钨极末端的间距、焊接速度等)。在总电流为140 A,旁路电流为115 A,电弧电压为21 V,焊丝末端与钨极末端间距为3 mm时获得了成形较为美观的焊缝。分析了工艺参数对焊接过程及焊缝成形的影响,为进一步提高镁合金双弧焊接过程稳定性,获得质量高成形好的焊缝提供了一定的理论基础。     

Infrared measurement and simulation of magnesium alloy welding temperature field

The magnesium alloy with the light weight, high specific strength, and recyclable characteristics is praised as the green engineering material in the 21st century[1]. No matter how the alloys are processed either via die casting or a wrought route, such as hot extrusion or press forming, an appropriate bonding technique is needed. It is well known that the welding temperature field determines the stress and strain field during the weld-ing, and it also has the relationship with metallurgy and …