论文题目: 镁合金填丝TIG焊接工艺及组织性能分析
论文类型: 硕士论文
论文专业: 材料加工工程
作者: 董长富
导师: 刘黎明
关键词: 镁合金,填丝焊接,焊丝
文献来源: 大连理工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 镁合金以其重量轻、比强度和比刚度高、尺寸稳定性好、阻尼减震性好、以及易于回收利用等独特特性在结构件领域得到了广泛的应用,是目前国内外重新认识并积极开发的一种新型材料,被誉为21世纪最具生命力的新型环保材料。随着镁合金作为结构件的广泛应用,必将面临焊接的问题。目前,经济实用的钨极氩弧（TIG）焊接方法是应用最为广泛的焊接方法之一。 由于镁合金不填丝的TIG焊接接头强度低,焊缝表面成型不好,所以,镁合金的填丝TIG焊接方法不可避免。本文紧密结合镁合金焊接材料在实际焊接中的应用,研究了镁合金焊丝的制备工艺,并采用填丝TIG焊接方法,完成了镁合金板材的对接连接。进而采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射、电子探针等现代分析测试方法,分析了填丝焊接接头的微观组织特征及性能,并分析了AZ31、AZ61、AZ91板材的焊接性及不同成分的焊丝对焊接接头的组织性能影响。此外,本文还研究了添加微量锑、钇、钕元素的焊丝对焊接接头的组织性能影响。 研究表明,镁合金具有密排六方晶格,常温下滑移系少,塑性变形能力差,不能采用与铝合金类似的拉拔方法制备焊丝。本文采用热挤压的方法,自制了挤压装置,通过设定合理的预热温度、挤压速度等工艺参数,成功制备出了系列镁合金焊丝。在焊接方面,通过确定合理的填丝TIG焊接工艺规范,获得了成型良好的焊接接头。通过微观组织及性能分析发现,与不填丝焊接接头相比,填丝TIG焊接接头的表面成型得到了改善、热影响区的宽度和晶粒尺寸都有所减小,拉伸性能也得到了一定的提高。通过对采用不同成分焊丝的焊接接头研究发现,在焊接AZ31板材时,焊丝中的铝含量对接头组织性能影响较大。随着焊丝中的铝元素含量增加,焊缝区中的共晶β相(α-Mg+Mg17Al12逐渐增多,并且该共晶相有从颗粒状转化为不连续网状的趋势;强度分析表明,采用AZ61焊丝的接头强度最高。而在焊接AZ61板材时,焊丝成分对接头的影响较小,接头强度也均稍差,为母材强度的85-87%。采用AZ91焊丝焊接AZ91板材的接头强度同样不高,为母材强度的87.2%左右,说明AZ61、AZ91板材的焊接性均不如AZ31板材。 微量元素锑、钇、钕对焊接接头的组织性能影响分析表明,锑元素能够有效提高焊接接头的强度,强度的提高主要是由于锑元素的晶粒细化作用及对共晶相的弥散分布作用;而稀土钇、钕元素的强化效果不好。
论文目录:
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 镁及镁合金概述
1.1.1 镁的性质
1.1.2 镁合金的性质
1.1.3 合金成分对镁合金的影响与作用
1.2 镁合金的应用历史及趋势
1.3 镁合金焊接材料的发展现状
1.4 镁合金焊接方法概述
1.4.1 镁合金的焊接特点
1.4.2 镁合金焊接方法现状
1.5 本课题的研究内容及意义
1.5.1 本课题的研究内容
1.5.2 本课题的意义
2 镁合金焊丝的制备
2.1 镁合金熔炼工艺
2.2 镁合金焊丝挤压工艺
2.2.1 挤压方法
2.2.2 工艺参数的确定
2.2.3 单位挤压力的计算
2.2.4 镁合金焊丝微观组织与性能
2.3 本章小结
3 镁合金填丝TIG焊接工艺
3.1 焊接工艺
3.1.1 焊接方法
3.1.2 试验材料
3.1.3 接头结构
3.1.4 焊接工艺参数的确定
3.2 工艺参数对焊缝成型的影响
3.3 本章小结
4 镁合金填丝TIG焊接接头的组织与性能
4.1 组织特征分析
4.1.1 宏观形貌
4.1.2 微观组织
4.1.3 元素分析
4.1.4 缺陷分析
4.2 力学性能测试
4.2.1 拉伸性能
4.2.2 断口分析
4.2.3 硬度测试
4.3 本章小结
5 焊丝成分对焊接接头的组织性能影响
5.1 焊接AZ31板材
5.1.1 微观组织
5.1.2 拉伸性能
5.1.3 断口形貌
5.2 焊接AZ61板材
5.2.1 焊接工艺
5.2.2 微观组织
5.2.3 拉伸性能
5.3 焊接AZ91板材
5.3.1 微观组织
5.3.2 拉伸性能
5.4 本章小结
6 微量元素对焊接接头的组织性能影响
6.1 锑元素
6.1.1 微观组织
6.1.2 元素分析
6.1.3 拉伸性能
6.1.4 断口分析
6.2 稀土钇、钕元素
6.2.1 微观组织
6.2.2 拉伸性能
6.2.3 断口分析
6.3 本章小结
结论
参考文献
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致谢
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发布时间: 2005-07-04
参考文献
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