夹层辅助镁/铝异种金属接头MIG焊接工艺研究

摘要

镁/铝异种金属熔焊的主要问题是难以控制镁/铝脆性金属间化合物的生成。本文提出采用金属夹层辅助镁/铝异种金属MIG焊接工艺,抑制镁/铝金属间化合物的产生,获得高质量无裂纹的焊接接头。
　　试验以AZ31B镁合金和1060纯铝做为研究对象,对镁/铝异种金属进行了MIG焊工艺研究。试验结果表明,金属夹层辅助镁/铝异种金属MIG焊接能够成功实现镁/铝连接,其最佳焊接工艺参数为:焊接电流100A、焊接电压18V、送丝速度3.8m/min、夹层类型为Zn,得到的接头抗拉强度最大值为43.2MPa。
　　接头镁侧界面的化合物层厚度与焊接热输入有一定的对应关系,当焊接热输入过大或过小时,镁侧界面的化合物层厚度都较厚。焊丝中微量元素的变化会影响接头组织,随着焊丝中Al含量的增加,焊缝区的白色共晶相逐渐增多并且呈连续分布,同时晶粒趋于细小。当填充焊丝含元素Si时,在镁侧生成了Mg2Si的强化相,这种组织可以提高接头强度,但是另一方面,Si元素的加入导致熔池粘度增加,故而在凝固过程中气孔会增加,降低接头性能。当焊丝Mg含量增加时,会在镁侧形成大量的Mg17Al12金属间化合物,增加了接头脆性,降低其抗拉强度。
　　镁/铝异种金属接头的拉伸断裂位置靠近镁侧界面,其主要相组成为Mg17Al12,拉伸断口呈河流花样阶梯状,断裂方式为脆性断裂;接头硬度曲线在焊缝中心微区内的硬度值较为接近,这说明焊缝中组织相近,成分均匀,金属间化合物呈弥散分布。靠近镁侧熔合线时,硬度较高,这是由镁侧熔合线附近的金属间化合物所致,而且靠近镁侧的硬度曲线比铝侧高,这说明了镁侧界面形成的化合物要多于铝侧界面。

目录

夹层辅助镁/铝异种金属接头MIG焊接工艺研究

STUDY ON JOINING MAGNESIUM TO ALUMINUM BY CONVENTIONAL MIG WELDING PROCESS WITH METAL INTERLAYERS

摘 要

Abstract

第1章 绪 论

1.1 课题意义及背景

1.2 镁/铝的应用

1.3 镁/铝异种金属连接研究现状

1.4 课题的主要研究内容

第2章 试验材料、设备和方法

2.1 试验材料

2.2 试验设备

2.3 试验过程

2.4 试验分析及测试方法

第3章 Zn夹层辅助条件下镁/铝异种金属接头MIG焊接工艺研究

3.1 金属夹层的选择

3.2 不同焊接电流对镁/铝异种金属接头的组织和性能影响

3.3 中频预热对Zn夹层辅助镁/铝MIG焊接的影响

3.4 本章小结

第4章 夹层类型对镁/铝MIG焊的影响

4.1 夹层Sn辅助镁/铝异种金属接头分析

4.2 Ag夹层辅助镁/铝异种金属接头分析

4.3 Zn-Cd夹层辅助镁/铝异种接头分析

4.4 本章小结

第5章 复合夹层辅助镁/铝异种金属接头MIG焊接工艺研究

5.1 ACZ系列复合夹层镁/铝MIG焊接头的组织和性能

5.2 SCZ复合夹层系列镁/铝MIG焊接头的组织和性能

5.3 AgCZ复合夹层系列镁/铝MIG焊接头的组织和性能

5.4 本章小结

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

哈尔滨工业大学学位论文原创性声明及使用授权明

致 谢