厚板铝/镁异种金属搅拌摩擦焊接工艺研究

发布时间：2021-11-28 09:22

　　厚板铝/镁异种金属的连接在结构轻量化设计中有重要应用,但由于焊接性较差,采用传统熔化焊难以获得质量良好的焊接接头。本文采用搅拌摩擦焊接技术（Friction stir welding,FSW）进行了12mm厚AA6061/AZ31B异种合金的焊接,采用光学显微镜、扫描电镜观察焊缝成形及界面形貌,结合能谱分析、微区XRD等方法分析接头焊缝组织、成分及物相结构,并对接头进行显微硬度及拉伸性能测试,研究了焊接工艺参数对焊缝成形的影响,分析焊缝组织特征与力学性能的关系。研究结果表明,将镁合金置于接头返回侧时的焊缝成形优于将其置于接头前进侧,当镁合金置于接头前进侧时,接头焊核镁侧界面处形成的大量Al₁₂Mg₁₇相,使接头沿焊核镁侧界面断裂;随着焊缝金属中铝合金含量的降低,焊缝中低熔点共晶区面积增大,焊缝金属塑性流动性减弱,在焊缝上层形成孔洞和沟槽;随着焊接速度的提高,接头焊后冷却速度增加,使接头焊核区两侧界面开裂;当搅拌头旋转速度较低时,焊核镁侧界面处出现开裂,当搅拌头旋转速度过高时,接头焊核区镁侧界面处形成大面积的低熔点共晶区,和厚度较大的扩散层,使... 

【文章来源】：南昌航空大学江西省

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

激光焊匙孔坍塌过程

士学位论文 Mg17，继续加热到 437℃和 450℃时金属间化合物会Mg17→L 和(Al)+ Al3Mg2→L，在低于铝合金和镁合种金属界面处生成液态薄膜，在焊后冷却过程中，异种金属界面处生成脆硬的 Al3Mg2和 Al12Mg17金低，从而降低接头的力学性能。

(a)搅拌头尺寸 (b)搅拌头实物图 (c)轴肩形貌图 2-1 搅拌头尺寸及形貌2.2 试验方法2.2.1 焊接工艺试验如图 2-2 所示，将异种合金对接面加工成 75°斜面，让搅拌针的锥面与试板对接面贴合，焊接时将铝合金放置在前进边，镁合金放置在返回边，固定搅拌头旋转速度为 600r/min、焊接速度为 47.5mm/min，搅拌头向镁合金侧偏移，偏移量设置为 1mm，2mm，3mm，4mm，进行 AA6061/AZ31B 异种合金焊接。如图 2-3 所示，将搅拌针置于镁合金侧，搅拌头向铝合金侧偏移量为 1mm，2mm，进行 AA6061/AZ31B 异种合金焊接。图 2-4 为不同偏移量时计算焊缝金属成分的示意图，假设焊缝面积等于搅拌针截面积，铝合金及镁合金合金所占焊缝金属截面积分别为 S和 S，铝和镁的密

【参考文献】：
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本文编号：3524164