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AZ31镁合金/6061铝合金点焊接头的组织及力学性能

发布时间:2020-12-09 17:16
  对AZ31镁合金与6061铝合金进行了电阻点焊,利用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射分析(XRD)研究了点焊接头的组织及力学性能。结果表明:AZ31镁合金与6061铝合金异种金属点焊接头冶金结合良好,焊接界面清晰,无明显缝隙。熔合区组织由边缘柱状晶区和中心树枝晶组成,主要含有镁和铝两种元素,且镁元素含量远高于铝元素。接头镁侧断面由大量α-Mg和少量β-Mg17Al12组成,呈混合型断裂特征;铝侧断口由Mg、Al和β-Mg17Al12组成,呈解理断裂。随焊接电流增大,点焊接头最大剪切应力增加。 

【文章来源】:金属热处理. 2016年12期 第29-33页 北大核心

【文章页数】:5 页

【部分图文】:

AZ31镁合金/6061铝合金点焊接头的组织及力学性能


点焊装配图

铝合金点焊,镁合金,显微组织,横截面


微镜、SS-550型扫描电子显微镜研究接头的组织及成分分布。采用CSS-44300型微机控制电子万能试验机在室温条件下进行拉伸测试。2试验结果与讨论2.1微观组织图2为AZ31镁合金/6061铝合金点焊接头各区域界面连接显微组织。由图2可知,镁/铝异种金属电阻点焊接头由镁合金、熔合区、铝合金3个区域组成。图2(a)、(b)分别为镁侧和铝侧与熔合区组织界面连接图,以上两图镁侧和铝侧与熔合区形成的焊接界面都比较清晰,可以看出两者之间无明显缝隙,由此推断AZ31镁合金与6061铝合金异种金属在电阻点焊中实现了冶金结合。图2AZ31镁合金/6061铝合金点焊接头横截面显微组织(a)横截面;(b)A区放大;(c)B区放大Fig.2CrosssectionmicrostructureofAZ31magnesiumalloy/6061aluminumalloyspotweldingjoint(a)crosssection;(b)Aareazoom;(c)Bareazoom图3为镁/铝点焊接头熔合区显微组织。图3(a)为镁/铝点焊接头熔合中心显微组织,该区域组织主要由树枝晶组成,图3(b)为镁/铝点焊接头熔合边缘显微组织,该区域组织主要由柱状晶组成,由熔合边缘逐渐过渡到中心区域晶粒的大小也是由较大的柱状晶到细小的树枝晶。图3(c)为熔合区边缘镁侧微观组织,其边缘部分出现了约50μm厚的过渡区域,该区域受熔合区温度扩散的影响,组织结构发生变化,其余部分均与镁合金母材结构相似。图3(d)为熔合区边缘铝侧微观组织,可以看出该区域显微组织结构与6061母材相似,表明熔合区的热扩散对铝侧微观组织晶粒未造成影响。2.2点焊接头元素分布图4为垂直于镁和熔合区及铝和熔合区界面的镁、铝和锌元素线扫描结果。由图4(a)可知,靠近镁侧熔合区边缘区域主要由镁和铝两种元素组成。其中镁含量相对高于铝含量。熔合区边缘外镁侧区域出现元素波动较大的区域,对该区

曲线,铝合金点焊,熔合区,镁合金


第12期杨绍斌,等:AZ31镁合金/6061铝合金点焊接头的组织及力学性能31图3AZ31镁合金/6061铝合金点焊接头熔合区显微组织(a)熔合中心;(b)熔合边缘;(c)镁侧熔合区;(d)铝侧熔合区Fig.3MicrostructureoffusionzoneoftheAZ31magnesiumalloy/6061aluminumalloyspot-weldedjoint(a)coreoffusionzone;(b)edgeoffusionzone;(c)nearmagnesiumsideoffusionzone;(d)nearaluminumsideoffusionzone图4AZ31镁合金/6061铝合金点焊接头熔合区界面线扫描结果(a)镁合金与熔合区界面;(b)铝合金与熔合区界面Fig.4InterfacialscanningresultsoffusionareaofAZ31magnesiumalloy/6061aluminumalloyspotweldedjoint(a)interfaceofmagnesiumalloyandfusionzone;(b)interfaceofaluminumalloyandfusionzone该区域B点进行点扫描,结果显示同样含有Mg、Al和O,3个元素原子比为60.46∶31.18∶8.36,由点扫结果可知,与熔合区边缘外镁侧区域出现元素波动较大的区域相比较,该区域镁元素含量基本无变化,铝元素含量有很大的提高,氧元素含量下降。以上结果表明由于镁元素较铝元素化学性质活泼,与氧的结合能力强,在点焊接头熔合区边缘镁侧界面过渡层中氧元素含量远高于铝侧。镁元素在熔合区中的扩散能力强于铝元素。图5不同焊接电流下AZ31镁合金/6061铝合金点焊接头最大剪切应力Fig.5MaximumshearingforceofAZ31magnesiumalloy/6061aluminumalloyspotweldedjointunderdifferentweldingcurrent2.3剪切应力图5为不同电流条件下点焊接头的最大剪切应力曲线。由图5可知随着焊接电流的增大,点焊接头最大剪切力也随之增加,焊接电流达到20kA时,最大剪切力达到1.538kN。焊接电流的增大,导致点焊熔合区热输入增加,两种合金熔化扩散的能力也增强,相互结合量增?

【参考文献】:
期刊论文
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本文编号:2907202

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