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(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 結(jié)構(gòu)件實(shí)際應(yīng)用中對(duì)焊接接頭動(dòng)、靜載荷的要求。 圖8 激光TIG復(fù)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(duì)薄板一般都采用搭接焊的方式。而對(duì)于1mm以下鎂合金薄板對(duì)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(chǎng)合的應(yīng)用。利用低功率激光TIG復(fù)合焊接方法焊接鎂合金薄板，通過系列實(shí)驗(yàn)確定了復(fù)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(duì)焊接接頭進(jìn)行拉伸強(qiáng)度測(cè)試，結(jié)果表明低功率激光TIG復(fù)合焊接得到的AZ31AZ31及AZ31AZ80對(duì)焊接頭拉伸強(qiáng)度相比單TIG焊接大幅度提高，達(dá)到AZ31母材強(qiáng)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(fù)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(dǎo)增強(qiáng)電弧技術(shù)進(jìn)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(xué)性能。研究結(jié)果表明，采用該技術(shù)不僅可以實(shí)現(xiàn)異種鎂合金之間的良好連接，同時(shí)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(cè)鎂合金的熱影響區(qū)比較窄，而AZ61和AZ91側(cè)的熱影響區(qū)比較寬，而且包括幾個(gè)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(fù)合焊接工藝參數(shù)的選擇有關(guān)。圖11 AZ31鎂合金與AZ6AZ91鎂合金低能耗激光電弧復(fù)合焊接接頭形貌拉伸試驗(yàn)結(jié)果如圖12所示，采用低能耗激光電弧復(fù)合焊接技術(shù)所獲得的AZ31鎂合金與AZ61和AZ91焊接接頭的抗拉強(qiáng)度均達(dá)到AZ31鎂合金母材強(qiáng)度的95%以上，完全能夠滿足實(shí)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(fù)合焊接接頭抗拉強(qiáng)度 鎂合金與鋼異種金屬的焊接鎂合金應(yīng)用的主要推動(dòng)力是在汽車工業(yè)中的應(yīng)用，而鋼材是汽車中應(yīng)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(jìn)一步拓寬鎂合金的應(yīng)用領(lǐng)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(diǎn)差異大，使其很難在熔焊過程中同時(shí)達(dá)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(xué)反應(yīng)。因此，需要采用加過渡金屬的方法進(jìn)行鎂合金與鋼的連接。采用激光電弧復(fù)合熱源的焊接方法、選擇合適的過渡金屬可實(shí)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(fù)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(diǎn)，下層鋼板焊縫呈典型的激光焊焊縫特點(diǎn)。對(duì)焊接接頭進(jìn)行拉伸測(cè)試得到的力學(xué)性能為剪切強(qiáng)度為170MPa。 圖13 圖14 第六章 活性焊接技術(shù) 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(shí)，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(xué)性能測(cè)試顯示，鎂合金ATIG焊接接頭強(qiáng)度可達(dá)到母材的90%，實(shí)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(shù)將活性劑涂敷在焊接試件表面，存在不能填絲的缺點(diǎn)，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(jìn)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(shù)進(jìn)行填絲焊接時(shí)熔滴過渡困難的缺點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)熔滴順利過渡到焊接熔池，同時(shí)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(shí)焊接熔深對(duì)比。當(dāng)電流為60A時(shí)，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(dá)300%以上。當(dāng)焊接電流為90A時(shí)，采用復(fù)合活性焊絲焊接的熔深達(dá)到最大，熔深增加比為243%，對(duì)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(shù)針對(duì)目前對(duì)異種金屬材料連接技術(shù)的迫切需求，提出一種“熔焊膠接”（即膠焊）連接新技術(shù)。將激光、等離
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