AZ31B镁合金/Q235低碳钢激光—电弧复合焊研究

发布时间：2021-10-27 05:27

　　镁合金具有轻质、高比刚度、比强度的优点,钢是制造汽车和航空航天器的基础材料,镁/钢连接被广泛应用于汽车和航空航天器的生产制造中,在一些非承重部件镁合金代替钢能够减轻机器自重,从而达到节能减排的目的。因此镁/钢连接的研究具有重要意义。镁和钢在物理化学性能方面的差异较大,很难固溶或产生金属间化合物,实现冶金连接,其熔沸点的差异无法选择传统的熔焊连接。目前镁/钢连接最合理的方法为熔钎焊连接,本文采用激光-电弧复合焊方法连接AZ31B镁合金与Q235钢,研究不同的激光功率、焊接电流和焊接速度对接头形貌、微观组织和力学性能的影响,在钢表面预镀金属元素后,研究微观组织和力学性能的变化。焊接工艺参数对镁/钢接头的微观组织和力学性能有至关重要的影响,在合适的焊接工艺参数下,能够获得表面成形美观,无明显焊接缺陷且力学性能良好的焊接接头。通过试验比对可知当激光功率为1200W、电流140A、焊接速度8mm/s时,表面成形和力学性能最优,最高抗拉强度为117.04MPa。镁/钢激光-电弧复合焊接头为典型的熔钎焊接头,分为钢侧热影响区HAZ1,钢侧钎焊区IZ,焊缝区WZ,镁侧熔焊区FZ,镁侧热影响区HAZ2。... 

【文章来源】：江苏科技大学江苏省

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究目的及意义
    1.2 镁/钢的焊接性
    1.3 镁/钢连接的研究现状
        1.3.1 扩散钎焊
        1.3.2 搅拌摩擦焊
        1.3.3 电阻焊
        1.3.4 冷金属过渡焊
        1.3.5 激光焊
        1.3.6 激光-电弧复合焊
    1.4 课题主要研究内容
第2章 试验材料、设备及方法
    2.1 试验材料
        2.1.1 材料成分及性能
        2.1.2 焊前准备
    2.2 试验设备及方法
        2.2.1 激光-电弧复合焊试验设备
        2.2.2 激光-电弧复合焊
    2.3 试验分析
        2.3.1 镁/钢接头宏观、微观组织分析
        2.3.2 力学性能测试
第3章 焊接工艺参数对接头质量的影响
    3.1 引言
    3.2 激光-电弧复合焊工艺参数选择
    3.3 焊接电流对接头质量的影响
        3.3.1 焊接电流对接头截面成形的影响
        3.3.2 焊接电流对钢侧界面反应层的影响
        3.3.3 焊接电流对接头力学性能的影响
    3.4 焊接速度对接头质量的影响
        3.4.1 焊接速度对接头截面成形的影响
        3.4.2 焊接速度对接头钢侧界面反应层的影响
        3.4.3 焊接速度对接头力学性能的影响
    3.5 激光功率对接头质量的影响
        3.5.1 激光功率对接头截面成形的影响
        3.5.2 激光功率对钢侧界面反应层的影响
        3.5.3 激光功率对接头力学性能的影响
    3.6 本章小结
第4章 镁/钢激光-电弧复合焊接头组织及力学性能
    4.1 镁/钢激光-电弧复合焊焊缝宏观形貌及组织特点
        4.1.1 镁/钢激光-电弧复合焊焊缝宏观形貌特点
        4.1.2 镁/钢激光-电弧复合焊焊缝宏观组织特点
    4.2 镁/钢激光-电弧复合焊焊缝微观组织特点
        4.2.1 焊缝中部微观组织
        4.2.2 钢侧界面微观组织
    4.3 镁/钢激光-电弧复合焊接头力学性能特点
        4.3.1 镁/钢激光-电弧复合焊接头硬度
        4.3.2 镁/钢激光-电弧复合焊接头断裂机制
    4.4 镁/钢激光-电弧复合焊接头主要缺陷
        4.4.1 未焊合
        4.4.2 裂纹
        4.4.3 气孔
        4.4.4 镀层未熔化
    4.5 本章小结
第5章 钢表面预处理对镁/钢激光-电弧复合焊的影响
    5.1 中间层的选择及添加方式
    5.2 Cu对镁/钢激光-电弧复合焊接头微观组织和力学性能的影响
        5.2.1 Cu对接头微观组织的影响
        5.2.2 Cu对接头力学性能的影响
    5.3 Ni对镁/钢激光-电弧复合焊接头微观组织和力学性能的影响
        5.3.1 Ni对接头微观组织的影响
        5.3.2 Ni对接头力学性能的影响
    5.4 添加合金元素后界面层生长模式
        5.4.1 添加Cu元素的界面层生长模式
        5.4.2 添加Ni元素的界面层生长模式
    5.5 本章小结
结论
参考文献
硕士期间发表的学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]不锈钢/铝合金异种金属激光-MIG熔钎焊工艺研究[J]. 朱宗涛,万占东,薛珺予.  材料导报. 2017(12)
[2]激光离焦量对镁/钢异种金属激光-TIG复合焊的影响[J]. 宋刚,于景威,刘黎明.  焊接技术. 2017(05)
[3]轻量化多材料汽车车身连接技术进展[J]. 李永兵,马运五,楼铭,雷海洋,林忠钦.  机械工程学报. 2016(24)
[4]镍夹层对镁/钢异种金属点焊接头力学性能与显微组织的影响[J]. 孟洋,王峰,董伟,沈丁.  热加工工艺. 2016(17)
[5]铝/钢异种材料CMT熔钎焊研究现状[J]. 王妍.  焊接技术. 2016(05)
[6]添加过渡层的镁合金/钢激光-TIG电弧复合熔化焊接机制[J]. 宋刚,王杰,于景威,刘黎明.  焊接学报. 2016(05)
[7]镁/钢异种金属CMT对接熔钎焊连接机理[J]. 曹睿,朱海霞,王清,董闯,林巧力,陈剑虹.  焊接学报. 2016(05)
[8]镁合金-钢异种金属焊接技术研究[J]. 徐荣正,国旭明,姜旭,祝乃日.  焊接. 2015(08)
[9]镁-铜异种金属连接技术研究进展[J]. 冯振,马天凤,曹睿.  焊接. 2015(08)
[10]镁/钢填镍夹层激光-电弧复合对接熔化焊特性[J]. 宋刚,胡广龙,任大鑫,刘黎明.  焊接学报. 2015(01)

博士论文
[1]AZ31B镁合金/Q235低碳钢异种金属MIG焊的研究[D]. 汪晓勇.吉林大学 2016
[2]镁/钢激光熔钎焊接特性及界面合金调控技术研究[D]. 檀财旺.哈尔滨工业大学 2014
[3]铝合金/高强钢异种金属电阻点焊研究[D]. 张伟华.吉林大学 2011

硕士论文
[1]AZ31B镁合金/Q235钢异种金属MIG焊接特性的研究[D]. 刘东阳.吉林大学 2013
[2]镁合金/不同表面状态钢激光熔钎焊工艺及界面行为研究[D]. 宋凡.哈尔滨工业大学 2012
[3]镁/钢异种金属激光-TIG复合热源铜锌夹层对接焊研究[D]. 安广野.大连理工大学 2012
[4]镁合金/镀锌钢异种材料激光熔钎焊特性研究[D]. 梅长兴.哈尔滨工业大学 2011



本文编号：3460964