鎂及鎂合金的焊接畢業(yè)論文-在線瀏覽
2025-08-12 01:25本頁(yè)面
【正文】 焊等方法實(shí)現(xiàn)一定程度的連接，但其結(jié)合強(qiáng)度并不理想。SiC顆粒在鑄造領(lǐng)域常常與鎂、鋁合金結(jié)合形成復(fù)合材料，可以細(xì)化材料的微觀組織并且全面地提高機(jī)械性能；其在表面熔覆的工藝中也經(jīng)常得到應(yīng)用。對(duì)比鎂合金與鋁合金的直接激光焊接與加入SiC顆粒的激光焊接，其宏觀焊縫橫截面如圖3所示。與激光直接焊接相比，加入SiC夾層后熔池內(nèi)部攪拌能力降低并且鎂鋁板材界面處熔寬增加。圖3 焊縫宏觀橫截面A． 直接激光焊接 B. 加入SiC夾層的激光焊接第四章 等離子弧焊技術(shù) 同種鎂合金的變極性等離子弧焊等離子弧（Plasma Arc）是一種受到約束的非自由電弧，溫度和能量密度都顯著高于普通電弧，是一種高效的焊接方法。圖4為變極性等離子弧焊接鎂合金AZ31B的接頭宏觀形貌，接頭成形美觀，背面熔透均勻。圖4 鎂合金變極性等離子弧焊宏觀接頭 圖5 變極性等離子弧焊縫接頭微觀組 鎂合金的變極性等離子弧縫焊采用變極性等離子弧焊對(duì)5mm厚的鎂合金板材進(jìn)行了縫焊，工藝原理圖如圖6所示，焊縫的宏觀照片如圖7所示，從焊縫的宏觀組織圖看，上面鎂板具有變極性等離子弧小孔焊的工藝特征——背面熔透均勻，接頭的上下表面熔寬尺寸變化小，這將有利于減小應(yīng)力集中，改善接頭的性能。 圖6 變極性等離子縫焊工藝原理圖 圖7 變極性等離子縫焊焊縫宏觀組織 第五章 低能耗激光誘導(dǎo)增強(qiáng)電弧復(fù)合焊接技術(shù)低能耗激光誘導(dǎo)增強(qiáng)電弧復(fù)合焊接技術(shù)是在發(fā)現(xiàn)小功率激光誘導(dǎo)增強(qiáng)電弧的現(xiàn)象及規(guī)律的基礎(chǔ)上，通過揭示小功率激光誘導(dǎo)增強(qiáng)電弧的多條件耦合及其物理本質(zhì)，突破小功率激光誘導(dǎo)增強(qiáng)電弧的系列關(guān)鍵技術(shù)，發(fā)明出的一種低能耗激光誘導(dǎo)增強(qiáng)電弧焊接技術(shù)。 同種鎂合金板材的焊接采用低功率YAG激光電弧復(fù)合焊接鎂合金板材，焊接原理圖如圖8所示。在相同的焊接條件下，采用復(fù)合焊接方法獲得的焊接熔深可達(dá)激光單獨(dú)焊接的4倍，氬弧焊的2倍，如圖9所示。 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。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)。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。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 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。因此，把鎂合金與鋼有效的連接起來(lái)，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)。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。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。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)。 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。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。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。圖17為電流為60A和90A時(shí)焊接熔深對(duì)比。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。將激光、等離子弧等高能束連續(xù)熔化焊接技術(shù)與膠接技術(shù)有機(jī)復(fù)合，實(shí)現(xiàn)機(jī)械結(jié)合、冶金結(jié)合和化學(xué)結(jié)合的有效統(tǒng)一，不但具有傳統(tǒng)膠接點(diǎn)焊的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了連續(xù)熔焊的“線結(jié)合”與膠接的“面結(jié)合”的相互促進(jìn)，接頭綜合性能顯著提高，為今后異種材料的連接提供新的方向。等離子弧膠焊技術(shù)是一種新型的焊接方法，它采用了將等離子弧焊接工藝與粘接工藝相復(fù)合的方法對(duì)工件進(jìn)行連接。此外，等離子弧對(duì)焊件的熱輸人較小，焊縫截面形狀較窄，深寬比大，呈“酒杯”狀。膠接接頭應(yīng)力分布均勻，無(wú)應(yīng)力集中，密封性好。此外接頭還有絕緣、耐腐蝕等
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