鎂及鎂合金的焊接畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-22 01:25 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 結構件實際應用中對焊接接頭動、靜載荷的要求。 圖8 激光TIG復合熱源示意圖 圖9 焊縫形貌 同種鎂合金薄板的焊接，并且針對薄板一般都采用搭接焊的方式。而對于1mm以下鎂合金薄板對接焊接的研究還很少，這一定程度上限制了鎂合金在特定場合的應用。利用低功率激光TIG復合焊接方法焊接鎂合金薄板，通過系列實驗確定了復合熱源焊接鎂合金薄板的最佳參數(shù)。，單面焊雙面成型，焊縫成形連續(xù)、美觀，如圖10所示。對焊接接頭進行拉伸強度測試，結果表明低功率激光TIG復合焊接得到的AZ31AZ31及AZ31AZ80對焊接頭拉伸強度相比單TIG焊接大幅度提高，達到AZ31母材強度的95％以上。 (a) 鎂合金薄板正面焊縫 (b) 鎂合金薄板背面焊縫圖10 鎂合金薄板激光TIG復合焊接焊縫表面形貌 異種鎂合金板材的焊接采用低能耗激光誘導增強電弧技術進行了異種鎂合金之間的焊接性研究，主要研究了AZ31與AZ61和AZ91的焊接工藝并分析了焊接接頭的微觀組織和力學性能。研究結果表明，采用該技術不僅可以實現(xiàn)異種鎂合金之間的良好連接，同時能夠?qū)崿F(xiàn)不同厚度的異種鎂合金的良好連接。圖11為典型的異種鎂合金焊接接頭斷面形貌，可以看出AZ31側鎂合金的熱影響區(qū)比較窄，而AZ61和AZ91側的熱影響區(qū)比較寬，而且包括幾個不同區(qū)域，這主要與三種鎂合金含鋁量的不同以及低能耗激光電弧復合焊接工藝參數(shù)的選擇有關。圖11 AZ31鎂合金與AZ6AZ91鎂合金低能耗激光電弧復合焊接接頭形貌拉伸試驗結果如圖12所示，采用低能耗激光電弧復合焊接技術所獲得的AZ31鎂合金與AZ61和AZ91焊接接頭的抗拉強度均達到AZ31鎂合金母材強度的95%以上，完全能夠滿足實際使用的需求。圖12 AZ31鎂合金與AZ6AZ91鎂合金低能耗激光電弧復合焊接接頭抗拉強度 鎂合金與鋼異種金屬的焊接鎂合金應用的主要推動力是在汽車工業(yè)中的應用，而鋼材是汽車中應用最為廣泛的材料之一。因此，把鎂合金與鋼有效的連接起來，能進一步拓寬鎂合金的應用領域，并且能夠有效的解決汽車輕量化等問題。鎂、鋼異種金屬連接存在很多問題。鎂和鋼熔點差異大，使其很難在熔焊過程中同時達到熔融態(tài)。其晶格類型也不同，在液態(tài)下極難互溶，并且鎂和鋼不發(fā)生任何化學反應。因此，需要采用加過渡金屬的方法進行鎂合金與鋼的連接。采用激光電弧復合熱源的焊接方法、選擇合適的過渡金屬可實現(xiàn)鎂、鋼異種金屬的有效連接。其焊接裝置示意圖如圖13所示，得到的焊縫表面成型良好，見圖14所示。激光TIG復合熱源焊接過程中，位于上層的鎂板在激光束和TIG電弧的共同作用下熔化，位于下層的鋼板只在激光束作用下熔化。上層鎂合金板焊縫呈典型的TIG焊焊縫特點，下層鋼板焊縫呈典型的激光焊焊縫特點。對焊接接頭進行拉伸測試得到的力學性能為剪切強度為170MPa。 圖13 圖14 第六章 活性焊接技術 鎂合金活性焊接活性（ATIG）焊接法是在焊前將母材表面涂覆上一層活性劑，在相同的焊接規(guī)范下，同常規(guī)TIG焊相比，可以大幅度地提高焊縫熔深。焊接鎂合金時，加入研發(fā)的活性劑后，交流TIG焊焊縫熔深明顯增加，如圖15所示。力學性能測試顯示，鎂合金ATIG焊接接頭強度可達到母材的90%，實現(xiàn)了鎂合金的大熔深，優(yōu)質(zhì)連接。圖15無活性劑及涂敷活性劑的焊縫橫截面照片(a)未涂敷活性劑 (b)涂敷活性劑 鎂合金活性焊絲填絲焊接傳統(tǒng)的活性焊接技術將活性劑涂敷在焊接試件表面，存在不能填絲的缺點，故提出一種活性焊絲填絲焊接的方法，將活性劑涂敷在焊絲的表面，然后進行填絲焊接，如圖16所示。鎂合金活性焊絲TIG填絲焊接克服了傳統(tǒng)活性焊技術進行填絲焊接時熔滴過渡困難的缺點，可以實現(xiàn)熔滴順利過渡到焊接熔池，同時活性劑起到增加焊接熔深的作用，是一種理想的鎂合金高效焊接方法。這種方法與普通TIG填絲焊接方法相比可以大幅提高鎂合金焊接的效率和熔深。圖17為電流為60A和90A時焊接熔深對比。當電流為60A時，熔深增加比（活性焊絲的焊接熔深和普通焊絲的焊接熔深相比）可達300%以上。當焊接電流為90A時，采用復合活性焊絲焊接的熔深達到最大，熔深增加比為243%，對于5mm厚度的AZ31鎂合金板可以單道一次焊透。 a. 活性焊絲焊接 b. 試板表面涂覆活性劑填充普通焊絲焊接 圖16 焊接示意圖 圖17 焊縫截面形貌第七章 熔化膠接焊焊接技術針對目前對異種金屬材料連接技術的迫切需求，提出一種“熔焊膠接”（即膠焊）連接新技術。將激光、等離
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