镁/钢异种金属激光-TIG电弧复合冷填丝焊接工艺研究

发布时间：2024-03-10 17:49

　　随着人们对节能减排的逐渐重视,镁合金在汽车工业的应用范围正在逐渐扩大。而钢铁在汽车车身的制造中仍然占据主要地位,如何实现镁/钢异种金属的优质可靠连接成为人们关注的焦点。本课题组前期通过添加Cu-Zn、Ni夹层实现了较高强度的镁/钢对接熔化焊连接,但焊接工艺复杂,而且无法完全解决镁合金的蒸发烧损问题,稳定性及可靠性差,离实际应用还有一定的差距。为了简化焊接工艺同时解决镁合金蒸发烧损严重以及焊接过程稳定性差的问题,本文采用激光-TIG电弧复合热源作为焊接热源,通过直接添加AZ61镁合金焊丝的方法探索镁/钢对接熔化焊的可行性并对其界面连接行为进行研究。本文首先进行了镁/钢直接对接熔化焊的可行性探索,发现焊漏缺陷是影响焊接接头质量的主要问题。随后在保持焊接速度恒为800 mm/min的情况下对镁/钢冷填丝对接单面熔化焊的基本工艺参数进行了探索,得到优化的工艺参数如下：激光离焦量为-1.0mm,激光脉宽为3ms,激光频率为30Hz,焊接模式为激光在前、电弧在后、前送丝,钨极高度为1.5mm,焊接电流为50A,热源间距为1.5mm,送丝速度为1.4m/min,焊枪保护气流量为14L/min,背面保...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．２揽拌摩擦焊示意图ｔＷ：?（ａ）?１．５ｍｍ长揽拌针；（ｂ）?１．８ｍｍ长拨拌针??Ｆｉｇ．?１．２?Ａ?ｇｒａｐｈｉｃ?ｓ?油?ｅｍｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＦＳＷ?ｐｒｏｃｅｓｓｌ２４］：（ａ）?１．５ｍｍ?化?ｏｌ；（ｌ〇ｌ?．８ｍｍ?化?〇１??

Ｙ．Ｃ．Ｃｈｅｎ和Ｋ．Ｎ浊ａｔａＰｓｗ等人随后采用长度为１．５ｍｍ的攪拌针分别进行了镇合金??与银粹钢板、裸钢板的揽拌摩擦搭接焊的实验研究。实验结果表明，镇合金与镇巧钢焊??接接头的断裂载荷能够达到２．３ｋＮ，而镇合金与裸钢板几乎无法实现连接。图１．３为镇??合金与辕诗钢焊接接头....

图１．３姨－鎭锋钢接头ｐｓｉ：?Ｃａ）姨－锻锋钢接头中部；化）镇－鑛锋钢接头边缘??Ｆｉｇ．?１．３?Ｊｏｉｎｔ?ｏｆ?Ｍｇ－Ｚｎ?ｃｏａｔｅｄ?Ｓ?化?ｅｌ?口?６］：（ａ）ｍｉｄｄｌｅ?ｐａｒｔ?ｏｆ?ｊｏｉｎｔ；（ｂ）ｅｄｇｅ?ｏｆ?ｊｏｉｎｔ??

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图１．４镇－裸钢界面元素分布ＰＷ：?（ａ）接头界面；（ｂ）?Ｍｇ；?（ｃ）?Ａｌ；?（ｄ）?Ｆｅ??Ｆｉｇ．?１．４?封ｅｍｅｎｔ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｍｇ－ｂｒａ沈ｅｄ?ｆｉｎｉｓｈ?ｓｔｅｅｌ口６］：（ａ）ｉｎｔｅｒｆａｃｅ?ｏｆ?ｊｏｉｎｔ；（ｂ）Ｍｇ；（ｃ）Ａｌ；（ｄ）Ｆｅ??

力学性能测试表明镑合金与不同的被粹钢焊接所得到的接头强度存在一定的差异但??所有的接头均沿着界面开裂。焊接过程中钢板表面的巧层格化后与上部的镶合金发生反??应生成了?Ｍｇ－Ｚｎ的共晶化合物层，其中一部分被卷入到镑合金中形成富巧层，如图１．５??所示，随后大部分富巧的液相在揽拌针的....

图１．５卷入镇合金中的富巧层??Ｆｉｇ．?１．５?Ｚｎ－ｒｉｃｈ?ｌａｙｅｒ?ｉｎ?ＡＺ３１Ｂ?ｍａｇｎｅｓｉｕｍ?ａｌｌｏｙＰ７１??

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本文编号：3925143