AZ31B镁合金TIG-MIG双弧焊接头性能分析

发布时间：2017-07-08 20:19

  本文关键词：AZ31B镁合金TIG-MIG双弧焊接头性能分析

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【摘要】：本文采用TIG-MIG双弧焊对2.3mm厚的AZ31B镁合金薄板进行焊接,研究了主要参数(主电流、旁路电流和焊接电压)对成型的影响;并通过添加稀土钇(Y)和碳化硅(SiC)粉末进行活性焊接来改善接头的性能。实验按照下列步骤进行。第一步,在不同的焊接工艺参数下对AZ31B镁合金薄板进行焊接:主电流、旁路电流和电压每个参数设置4组实验,按照一定的间隔不断调整焊接参数,以便得到最佳焊接参数,获得优良的焊接接头。然后对焊缝的形貌及尺寸的观测来分析焊接参数对AZ31B镁合金薄板焊接成型的影响。接着定量和定性分析各个焊接接头的各项性能(显微组织、接头成分、显微硬度、力学性能)来研究不同参数对接头的影响。第二步,对母材待焊区涂抹Y粉末的丙酮悬浮液,待其完全干燥后进行活性焊接;然后对获得的接头进行宏观分析和微观分析来研究Y的添加对AZ31B镁合金TIG-MIG双弧焊接成型及性能的影响,同时确定最佳的添加量。第三步,对母材待焊区表面涂抹SiC粉末的丙酮悬浮液,待其完全干燥后进行焊接,对获得的焊接接头进行宏观分析和微观分析,得出SiC的添加对焊接成型的影响以及对性能的影响,同时确定最佳涂覆量。实验结果表明,TIG-MIG双弧焊接工艺是一种适合AZ31B镁合金薄板件焊接的高效焊接工艺。主电流、旁路电流和电压的最佳搭配为:I总=220A;I旁=160A;U=22V。焊接接头的抗拉强度可以高达母材的92.5%。焊缝区会发生合金元素的烧损。焊缝中添加Y以后会对接头性能有一定的影响。当添加量不大于3.46mg/cm2时,成型良好,并且接头的晶粒得到细化,显微硬度和抗拉强度都得到一定的提高。添加Y以后,会在Y周围富集Al元素,从而降低熔池中的Al含量,减少连续分布的β-Mg17(Al,Zn)12相。继续增加添加量时,就会出现诸多缺陷或弱化接头性能。SiC颗粒添加进熔池以后会在晶界处起钉扎作用,也可成为熔池金属的形核核心。SiC颗粒添加进焊接接头以后会对熔池中连续分布的β-Mg17(Al,Zn)12相有一定的打断作用。当添加量不超过5.87 mg/cm2时,在弥散强化和细晶强化的双重作用下,接头的性能得到较大的提升。
【关键词】：TIG-MIG双弧焊 AZ31B镁合金 活性焊接 钇颗粒 碳化硅颗粒
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG457.19
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 绪论10-20
• 1.1 选题背景及意义10
• 1.2 镁及其镁合金10-12
• 1.2.1 镁的性质10-11
• 1.2.2 镁合金的性能及分类11-12
• 1.3 镁合金的焊接12-18
• 1.3.1 镁合金的焊接性12-13
• 1.3.2 镁合金焊接工艺13-17
• 1.3.3 TIG-MIG双弧焊（非熔化极DE-GMAW）发展状况17-18
• 1.4 合金元素对镁合金焊接冶金性的影响18
• 1.5 本实验研究内容与实施方案18-20
• 1.5.1 本实验的研究内容18-19
• 1.5.2 本实验的工艺路线19-20
• 第2章 实验内容20-27
• 2.1 实验材料20
• 2.2 AZ31B镁合金TIG-MIG双弧焊接20-23
• 2.2.1 TIG-MIG双弧焊原理20-22
• 2.2.2 实验设备22
• 2.2.3 焊接参数说明22-23
• 2.3 实验过程23-26
• 2.3.1 焊前准备23-24
• 2.3.2 焊后处理24
• 2.3.3 观测方法24-26
• 2.4 软件说明26
• 2.5 本章小结26-27
• 第3章 TIG-MIG双弧焊接27-51
• 3.1 主电流对焊接成型的影响27-38
• 3.1.1 焊缝形貌及其相关尺寸27-29
• 3.1.2 微观形貌及其成分29-32
• 3.1.3 元素分布32-35
• 3.1.4 显微硬度35-36
• 3.1.5 拉伸性能36-38
• 3.2 焊接电压对焊接成型的影响38-43
• 3.2.1 焊缝形貌及其相关尺寸38-40
• 3.2.2 微观形貌及其成分40-42
• 3.2.3 显微硬度42-43
• 3.2.4 拉伸性能43
• 3.3 旁路电流对焊接成型的影响43-50
• 3.3.1 焊缝形貌及其尺寸44-46
• 3.3.2 微观形貌及其成分46-48
• 3.3.3 显微硬度48-49
• 3.3.4 拉伸性能49-50
• 3.4 本章小结50-51
• 第4章 稀土Y粉末对AZ31B镁合金TIG-MIG双弧焊的影响51-61
• 4.1 稀土Y的添加量对焊缝成型的影响51-53
• 4.2 稀土Y的添加对接头微观组织的影响53-56
• 4.3 元素分布56-58
• 4.4 显微硬度58
• 4.5 拉伸性能58-59
• 4.6 本章小结59-61
• 第5章 SiC粉末对AZ31B镁合金TIG-MIG双弧焊的影响61-70
• 5.1 SiC添加量对焊缝成型的影响61-63
• 5.2 SiC添加量对接头组织成分的影响63-66
• 5.3 显微硬度66
• 5.4 元素分布66-68
• 5.5 拉伸性能68-69
• 5.6 本章小结69-70
• 第6章 结论与展望70-72
• 6.1 结论70-71
• 6.2 展望71-72
• 致谢72-73
• 参考文献73-77
• 攻读学位期间的研究成果77

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本文编号：536146