镁合金AZ31B活性TIG焊接研究

发布时间：2017-10-09 16:29

  本文关键词：镁合金AZ31B活性TIG焊接研究

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【摘要】：镁合金材料因其密度低、比强度比刚度高、可再生等诸多优点,在工业领域有着广泛的发展前景。目前,镁合金连接技术中最为常用的方法是TIG焊方法。相比常规TIG焊的熔深浅、晶粒粗大、生产率低等问题,一种高效的A-TIG焊法越来越受到人们的关注。该方法利用活性剂在焊接热循环过程中发生的复杂物理化学变化而提高效率和增加焊缝熔深。因此,镁合金A-TIG焊接技术在应用和发展方面有着很大的潜力。本课题采用镁合金AZ31B板材,选取氧化物、氯化物、氟化物为活性剂进行活性焊接试验。通过涂覆不同活性剂后,分别采用5mm板材表面自熔焊试验分析其对焊缝熔深、表面成形的影响和2mm板对接焊试验分析其对焊接接头微观组织及力学性能的影响。试验结果表明,自熔焊试验中所选活性剂对焊缝表面成形影响各不相同,但均能增加焊缝熔深,其中涂覆氧化物Al2O3、氯化物Cd Cl2、氟化物Al F3的焊缝表面成形相对较好;在增加熔深方面,所选氯化物、氧化物、氟化物活性剂作用最大的分别是Cd Cl2、Al2O3、Al F3,其焊缝熔深可达到TIG焊熔深的221%、186%、172%;而在对接焊试验中,活性TIG焊的接头强度与TIG焊相当,可达到其焊接接头强度的95.6%、90.1%和92.7%左右,所有拉伸试件均在热影响区断裂;活性剂的加入使焊缝晶粒有所长大,但对焊缝相的组成没有影响,且焊接接头仍然为韧窝和解理的混合断裂方式。复合活性剂成分配比的试验是根据各单种活性剂试验结果,选择混料均匀设计法而进行试验配制的。在相同焊接参数条件下,对所配制的28种配方进行自熔焊试验,从而得出试验结果的较好配方。并对较优配方进行工艺试验,研究不同焊接参数及活性剂涂覆量的条件下,所选复合活性剂对焊缝熔深熔宽的影响。试验结果表明,28组复合活性剂中,大部分配方都能使焊缝熔深达到无活性焊缝熔深的2倍左右,其中较优组为第H6组,其熔深比可达到2.67,且焊缝表面成形良好;焊接参数在影响焊缝熔深方面,对活性焊的影响比常规TIG焊显著,而对熔宽影响相对较小;所选复合活性剂使焊缝熔深达到最大值的涂敷量为5.3mg/cm2左右。
【关键词】：镁合金 A-TIG焊 活性剂 熔深 均匀设计
【学位授予单位】：内蒙古工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG444.74
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第一章 绪论9-21
• 1.1 研究背景9
• 1.2 镁合金的特点与用途9-10
• 1.3 镁合金的焊接性和焊接方法10-15
• 1.3.1 镁合金的焊接性10-11
• 1.3.2 镁合金的焊接方法11-15
• 1.4 活性剂焊接（A-TIG）15-17
• 1.4.1 A-TIG国外研究现状15-16
• 1.4.2 A-TIG国内研究现状16-17
• 1.5 活性焊接理论分析17-20
• 1.5.1 电弧收缩理论17-19
• 1.5.2 表面张力理论19-20
• 1.6 研究目的及主要研究内容20-21
• 第二章 试验材料与方法21-27
• 2.1 试验材料21-22
• 2.1.1 镁合金板材的选择21
• 2.1.2 活性剂的选择21-22
• 2.2 单一成分活性剂试验设备及方法22-24
• 2.2.1 焊接设备22-23
• 2.2.2 焊前清理23
• 2.2.3 活性剂涂覆23
• 2.2.4 焊后处理23-24
• 2.3 焊缝力学性能和微观组织分析24-25
• 2.3.1 接头力学性能试验与断.形貌观察24
• 2.3.2 焊接接头显微硬度的测试24
• 2.3.3 金相试样的制备和金相组织的观察24-25
• 2.3.4 X射线衍射分析25
• 2.4 复合活性剂成分设计试验25-27
• 2.4.1 复合活性剂试验设计25-26
• 2.4.2 焊接工艺试验26-27
• 第三章 单组元活性剂试验结果与分析27-43
• 3.1 单组元活性剂自熔焊工艺试验27-31
• 3.1.1 单一氧化物27-28
• 3.1.2 单一氯化物28-29
• 3.1.3 单一氟化物29-31
• 3.2 焊接参数对A-TIG焊的影响31-34
• 3.2.1 焊接电流的影响31-32
• 3.2.2 焊接速度的影响32-34
• 3.2.3 活性剂涂覆量的影响34
• 3.3 单组元活性剂对接焊工艺试验34-40
• 3.3.1 力学性能分析34-37
• 3.3.2 微观组织分析37-40
• 3.4 X-Ray衍射分析40
• 3.5 断口形貌分析40-41
• 3.6 本章小结41-43
• 第四章 复合活性剂成分设计试验研究43-54
• 4.1 均匀设计试验方法43-44
• 4.1.1 均匀设计简介43
• 4.1.2 混料配方均匀设计43-44
• 4.2 均匀设计表44-45
• 4.3 混料配方均匀设计试验45-48
• 4.3.1 试验因素及水平的确定45-48
• 4.3.2 复合活性剂焊接试验48
• 4.4 试验结果与分析48-50
• 4.5 焊接工艺参数对复合活性剂A-TIG焊的影响50-52
• 4.5.1 焊接电流对焊缝的影响50-51
• 4.5.2 焊接速度对焊缝的影响51
• 4.5.3 涂覆量对焊缝的影响51-52
• 4.6 本章小结52-54
• 结论54-55
• 参考文献55-59
• 致谢59-60
• 攻读学位期间发表的学术论文及研究成果60-61
• 作者简介61

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

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本文编号：1001243