深冷处理对AZ31镁合金CMT焊接接头组织与性能的影响

发布时间：2020-07-14 09:13

【摘要】：镁合金具有较高的比强度、比刚度以及其他的优异性能,且我国拥有丰富的镁资源储量,因此其在工业上应用前景非常广阔。镁合金结构件在工业的使用过程中必然涉及到连接问题,在一些大型设备中通常应用到焊接技术,但镁合金结构件在生产中存在焊接接头软化的问题:焊接接头易变形、开裂,焊缝区的夹杂、气孔和晶粒粗化等,这些焊接缺陷严重降低了镁合金结构件的性能,因此迫切地需要一种技术手段来改善或者解决这个接头软化问题。深冷处理技术在大量黑色金属和铜、铝等有色金属的试验研究中展示了其具备改善材料微观结构、提高材料力学性能,以及操作便捷、绿色环保的优势,但对镁合金的作用机理研究还不成熟,深冷处理对镁合金的作用机理研究一旦有所突破,将会为镁合金的工业应用带来更广阔的天地。本文以轧制态7mm厚镁合金为研究对象,采用焊接热输入较低的冷金属过渡(Cold Metal Transfer)焊接方法,分析了深冷处理对AZ31镁合金CMT焊接接头微观组织和力学性能的影响。研究发现:深冷处理有效地改善了焊缝区的显微组织,焊缝区晶粒细化,第二相粒子β-Mg17Al12在晶界和晶粒内分部弥散且致密,XRD衍射结果表明,深冷后镁合金的晶粒取向发生了变化。深冷处理后镁合金焊接接头的硬度、抗拉强度和延伸率等也都呈不同程度的增加,变化程度和深冷工艺参数有一定关系。在-180℃、4h深冷的焊接接头维氏显微硬度平均值最高,波谷处维氏硬度值为51HV,较未深冷提高了15.9%。此温度下,随着深冷时间的延长,硬度值变化不显著。抗拉强度和屈服强度的变化一致,屈服比基本维持不变。-180℃保温4h接头抗拉强度最高,较未处理试样提高了7.2%,接头系数达到94%。延伸率随着温度的降低提高较显著。深冷温度降低后,韧窝和微坑数目增多且致密,焊接接头强度和塑韧性得到较大改善。实验证明较低的深冷温度(-180℃)下,接头的强度和硬度提高显著,但短时间的深冷处理即能很好地改善接头软化问题,是较好地工艺参数选择。最后,以此数据为依据,并结合金属学相关知识探讨了深冷处理强化镁合金焊接接头的微观机制。
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG441.8

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本文编号：2754775