AZ31BMg/6061Al异种合金CMT焊接工艺及接头组织性能研究

发布时间：2022-01-10 18:37

　　本文以AZ31B镁合金和6061铝合金为研究对象,以ER5183铝镁焊丝和ER4043、ER4047铝硅焊丝为填充金属,利用CMT焊接技术进行了镁铝异种金属焊接的工艺性试验,采用超景深、SEM、EDS等方法对焊接接头的组织和性能进行了研究。通过大量工艺实验可以得到镁铝CMT焊接的合适工艺参数,采用ER5183铝镁焊丝时获得成形良好接头的工艺参数为:焊接速度500mm/min,送丝速度5.5m/min,焊接电流93A,电压17.3V。ER4043铝硅焊丝焊接镁铝接头成形良好的工艺参数为:焊接电流为118A,焊接电压14.3V,送丝速度5.7m/min,焊接速度为450mm/min。力学性能测试表明,ER5183铝镁焊丝和ER4043铝硅焊丝对接试样接头的最大抗拉强度分别为17MPa、31MPa。断裂均发生于镁侧熔合区,硬度试验表明此处的硬度值很高,断口的宏观、SEM以及能谱分析结果表明,断裂性质为脆性断裂,断口处存在金属间化合物,这些化合物性能脆硬,连续分布于熔合区中,是影响接头强度的主要因素。采用ER5183铝镁焊丝时,镁侧焊缝区组织为呈枝晶网格状分布的α-Al、Mg2Al3和Mg17... 

【文章来源】：江苏科技大学江苏省

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 铝合金、镁合金的性能及应用发展
        1.2.1 铝合金的性能及应用发展
        1.2.2 镁合金合金的性能及应用发展
    1.3 镁铝异种合金焊接的研究现状
        1.3.1 镁铝异种金属搅拌摩擦焊
        1.3.2 镁铝异种金属扩散焊
        1.3.3 镁铝异种金属熔化焊
    1.4 CMT焊接工艺
    1.5 课题的主要研究内容
第2章 试验材料、设备及方法
    2.1 试验材料
    2.2 试验设备
    2.3 试验方法
        2.3.1 试验流程
        2.3.2 试验与检测方法
第3章 ER5183焊丝CMT焊接镁铝异种合金接头组织及性能研究
    3.1 引言
    3.2 试验前期工艺参数探索
    3.3 工艺参数对焊接接头成形性的影响
        3.3.1 不同焊接速度对焊接接头成形性的影响
        3.3.2 不同焊接电流对焊接接头成形性的影响
    3.4 焊接接头显微组织分析
        3.4.1 接头熔合区及热映响区微观组织
        3.4.2 接头焊缝区显微组织
    3.5 不同焊接速度对接头显微组织的影响
    3.6 接头力学性能
        3.6.1 抗拉强度和断口分析
        3.6.2 硬度分析
    3.7 本章小结
第4章 ER4043焊丝CMT焊接镁铝异种合金接头组织及性能研究
    4.1 引言
    4.2 工艺参数对焊接接头成形性的影响
        4.2.1 不同焊接电流对焊接接头成形性的影响
        4.2.2 不同焊接速度对焊接接头成形性的影响
    4.3 焊接接头显微组织分析
        4.3.1 焊接接头熔合区微观组织分析
        4.3.2 焊接接头热影响区微观组织分析
        4.3.3 焊接接头焊缝区微观组织分析
    4.4 接头力学性能
        4.4.1 抗拉强度和断口分析
        4.4.2 硬度分析
    4.5 本章小结
第5章 不同焊丝CMT焊接镁铝异种金属接头组织性能对比和接头缺陷分析
    5.1 引言
    5.2 不同焊丝对镁侧熔合区组织及性能的影响
        5.2.1 不同焊丝对镁侧熔合区显微组织的影响
        5.2.2 不同焊丝镁侧熔合区显微硬度对比
    5.3 不同焊丝对铝侧熔合区组织及性能的影响
        5.3.1 不同焊丝对铝侧熔合区显微组织的影响
        5.3.2 不同焊丝铝侧熔合区显微硬度对比
    5.4 不同合金成分对接头组织性能的影响
    5.5 焊接接头缺陷分析
        5.5.1 焊接裂纹
        5.5.2 气孔缺陷
    5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学位论文
致谢
详细摘要


【参考文献】：
期刊论文
[1]AZ31/7005异种材料填丝GTAW接头组织分析[J]. 杜红燕,李亚江,刘国良.  机械工程学报. 2015(10)
[2]Interfacial Microstructure and Mechanical Properties of Al/Mg Butt Joints Made by MIG Welding Process with Zn-Cd Alloy as Interlayer[J]. 张洪涛,DAI Xiangyu,FENG Jicai.  Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science Edition）. 2014(06)
[3]镁铝异种金属搅拌摩擦焊搭接接头组织与性能分析[J]. 陈影,付宁宁,沈长斌,葛继平.  焊接学报. 2012(07)
[4]Microstructure and Mechanical Properties of Hybrid Laser-Friction Stir Welding between AA6061-T6 Al Alloy and AZ31 Mg Alloy[J]. Woong-Seong Chang,S.R.Rajesh,Chang-Keun Chun,Heung-Ju Kim.  Journal of Materials Science & Technology. 2011(03)
[5]AZ31/7A52复合材料爆炸焊接工艺研究[J]. 王全柱,邓光平,侯发臣.  材料开发与应用. 2011(01)
[6]Dissimilar friction stir welding between 5052 aluminum alloy and AZ31 magnesium alloy[J]. 鄢勇,张大童,邱诚,张文.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2010(S2)
[7]铝合金表面状态对搅拌摩擦焊接头组织和性能的影响[J]. 赵勇,付娟,严铿,蒋成禹,陈华斌.  江苏科技大学学报(自然科学版). 2008(01)
[8]Mg/Al异种材料扩散焊界面组织结构及力学性能[J]. 刘鹏,李亚江,王娟.  焊接学报. 2007(06)
[9]搅拌摩擦焊接及其加工研究现状与展望[J]. 任淑荣,马宗义,陈礼清.  材料导报. 2007(01)
[10]镁合金搅拌摩擦焊研究现状及进展[J]. 胡学安,徐道荣.  轻合金加工技术. 2006(10)

硕士论文
[1]AZ91镁合金/7075铝合金异种金属扩散焊的研究[D]. 于前.太原理工大学 2011
[2]喷射成形7xxx系铝合金TIG焊工艺及性能研究[D]. 王锡岭.江苏科技大学 2011
[3]镁合金搅拌摩擦焊接工艺及神经网络预测系统[D]. 杨宁宁.西北工业大学 2005



本文编号：3581215