两片式镁合金轮毂的搅拌摩擦焊接

发布时间：2017-11-14 13:43

  本文关键词：两片式镁合金轮毂的搅拌摩擦焊接

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【摘要】：本文以NZ30K镁合金平板和14寸两片式NZ30K镁合金轮毂为研究对象,系统分析了搅拌摩擦焊(FSW)中搅拌头形状和焊接工艺参数对焊接接头组织与焊接力学性能的影响。通过优化搅拌头形状设计,摸索焊接工艺参数,成功探索出NZ30K合金的搅拌摩擦焊接工艺,并在此基础上完成了两片式NZ30K轮毂的环缝焊接,轮毂焊接接头的力学性能超过轮毂母材。研究结果表明,搅拌头的形状决定了焊接接头的组织和力学性能,使用圆锥螺纹搅拌头能获得比圆柱螺纹搅拌头更好的焊接性能。搅拌针上的螺纹能够促进其附近的塑性软化材料产生上下运动的趋势,螺纹的深度和螺距对焊接质量有很大的影响,选用合适螺纹深度与螺距的搅拌头才能得到无缺陷的焊接接头。使用优化的圆锥螺纹搅拌头研究了焊接参数对NZ30K平板焊接接头组织和焊接性能的影响,并获得了NZ30K合金FSW的工艺窗口。研究结果表明在搅拌头转速800rpm焊接速度200mm/min的参数下能够得到最佳的焊接性能,热输入量过高(过度提高转速,降低焊接速度)或者热输入量过低(过度降低转速,提高焊接速度)都会导致焊接缺陷的出现。与平板NZK合金的焊接相比,轮毂的环缝焊接需要更大的热输入量,通过优化工艺参数,摸索出了轮毂环缝焊接的最佳工艺参数为搅拌头转速1000rpm焊接速度150mm/min。采用可回抽搅拌头,成功消除了焊接结束处的匙孔。焊接接头的拉伸试验表明轮毂焊接接头的力学性能超过了母材,对环缝焊接接头进行整体X光探伤,结果表明焊接接头无明显缺陷,搅拌摩擦焊可以有效地完成两片式镁合金轮毂的焊接。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG453.9

【参考文献】

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1 杨素媛;刘冬冬;;镁合金搅拌摩擦焊的研究现状与展望[J];稀有金属;2014年05期

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本文编号：1185666