高能喷丸对同种及异种金属材料的TIG焊接接头的组织和性能的影响
发布时间：2021-01-30 21:15
本文以AZ31B镁合金、304不锈钢以及TC4钛合金为研究对象,以AZ31B镁合金焊丝作为填充金属,利用TIG熔钎焊技术对AZ31B/AZ31B、AZ31B/304、AZ31B/TC4不同材料组合分别进行了焊接。通过对焊接接头机械性能、表面形貌、表面残余应力、表层晶粒尺寸以及位错密度等方面的分析,探究了喷丸处理前后焊接接头组织和性能的改变,同时研究了高能喷丸处理过程中不同喷丸强度对不同焊接接头组织和性能的影响。对于AZ31B/AZ31B焊接接头,最优焊接电流参数为90A。经过高能喷丸处理的接头最大拉伸强度达到262MPa,比未进行高能喷丸处理的接头强度（231MPa）增加了13.4%,几乎与镁合金基板的拉伸力学性能（272MPa）相当,断裂位置发生在AZ31B镁合金基板附近而不是焊缝。经过高能喷丸处理后的AZ31B/AZ31B焊接接头表面微裂纹和孔洞等缺陷有所减少,表面产生了应变强化,当喷丸强度达到0.20 mm N时,硬化层的厚度约为120微米,表面最大硬度值达到63.9HV,且随着距接头表面距离的增大,硬度急剧下降并趋于恒定值47.5HV。当喷丸强度为0.16 mm N时,表面的压...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
钨极氩弧焊过程示意图
图 1.2 喷丸工艺示意图Fig. 1.2 Process diagram of peening用机械方法对零部件进行表面处理，在工业，主要分为机械喷砂和机械打磨两种。机械发展起来的一种针对处理汽车零部件的技术出发展形成的喷丸强化工艺，立即被用来改裂强度，并在汽车制造业中率先获得了广泛效率高，尤其是强化效果卓著，很快被应异，新的表面强化技术，如表面形变强化、理工艺相继问世并在工业领域得到了大量的处理工艺是利用挤压、滚压或喷丸对工件的的塑性变形以及加工硬化，进而引起表层微蚀性以及抗疲劳能力，进一步改善工件的耐当中采用最多的是高能喷丸工艺，其具有效
打磨后的表面，这样可以有效去除氧化皮并防止镁合金表面再次被氧化。2.2.2 焊接接头制备在本实验中，所采用的TIG熔-钎焊机型号为YC-300WP5HGN，如图2.1所示。焊接过程中，焊枪放置于自动行走小车上，以保证行走路线的稳定。由于设备条件的限制，焊接过程中采用手动送丝的方式。图 2.1 焊接设备Fig. 2.1 TIG welding equipment对于不同的焊接材料，在焊接过程中采用不同的焊接参数，具体参数如表 2.3所示。在不同的电流参数下进行焊接，焊后对接头进行力学性能测试，找出最优电流参数，再利用最优电流参数焊接一定量的接头，为后面的表征做准备。表 2.3 不同焊接过程中的焊接参数Table 2.3 Welding parameters used in different welding processes.焊接参数 AZ31B/AZ31B AZ31B/304 AZ31B/TC4焊接电流 (A) 70-110 50-90 40-80送丝速度 vw(m/min) 0.6 0.6 0.6焊接速率 v (m/min) 0.2 0.2 0.2焊接弧长 (mm) 2 2 2保护气流速 (L/min) 10 10 10在进行镁合金与镁合金的 TIG 焊接时，采用对接接头的方式，在镁合金板的下方垫上一块在中间开有 U 型凹槽的铜板，铜板可以加速熔池的冷却，有利于焊缝熔合区的晶粒细化
【参考文献】：
期刊论文
[1]Evolution of Microstructure,Mechanical Properties and Corrosion Resistance of Ultrasonic Assisted Welded-Brazed Mg/Ti Joint[J]. Chuan Xu,Guangmin Sheng,Xuezhen Cao,Xinjian Yuan. Journal of Materials Science & Technology. 2016(12)
[2]镁合金钎焊技术的研究进展[J]. 邓海鹏,何柏林. 热加工工艺. 2016(19)
[3]高能喷丸对TC4焊接接头组织性能的影响[J]. 何晓梅,王耀勉,张聪惠. 焊接学报. 2016(06)
[4]镁-铜异种金属连接技术研究进展[J]. 冯振,马天凤,曹睿. 焊接. 2015(08)
[5]汽车零部件表面强化技术研究现状及展望[J]. 答建成,周细应,周涛,张有为,杨涛. 表面技术. 2015(07)
[6]镁铝异种金属TIG焊接头性能的研究[J]. 刘政军,宫颖,苏允海. 材料工程. 2015(03)
[7]镁钢异种材料TIG熔钎焊接接头力学性能分析[J]. 程东旭,彭迟,程东海,陈益平,赵超. 南昌航空大学学报(自然科学版). 2014(04)
[8]镁合金搅拌摩擦焊的研究现状与展望[J]. 杨素媛,刘冬冬. 稀有金属. 2014(05)
[9]喷丸压力和时间对304不锈钢焊接接头组织性能的影响[J]. 卢志明,高红刚,杜斌康,卢沛. 材料热处理学报. 2013(11)
[10]40Cr钢表面高能喷丸纳米化及其耐磨性能[J]. 田峰,杨辉. 表面技术. 2013(05)
本文编号：3009599
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
钨极氩弧焊过程示意图
图 1.2 喷丸工艺示意图Fig. 1.2 Process diagram of peening用机械方法对零部件进行表面处理，在工业，主要分为机械喷砂和机械打磨两种。机械发展起来的一种针对处理汽车零部件的技术出发展形成的喷丸强化工艺，立即被用来改裂强度，并在汽车制造业中率先获得了广泛效率高，尤其是强化效果卓著，很快被应异，新的表面强化技术，如表面形变强化、理工艺相继问世并在工业领域得到了大量的处理工艺是利用挤压、滚压或喷丸对工件的的塑性变形以及加工硬化，进而引起表层微蚀性以及抗疲劳能力，进一步改善工件的耐当中采用最多的是高能喷丸工艺，其具有效
打磨后的表面，这样可以有效去除氧化皮并防止镁合金表面再次被氧化。2.2.2 焊接接头制备在本实验中，所采用的TIG熔-钎焊机型号为YC-300WP5HGN，如图2.1所示。焊接过程中，焊枪放置于自动行走小车上，以保证行走路线的稳定。由于设备条件的限制，焊接过程中采用手动送丝的方式。图 2.1 焊接设备Fig. 2.1 TIG welding equipment对于不同的焊接材料，在焊接过程中采用不同的焊接参数，具体参数如表 2.3所示。在不同的电流参数下进行焊接，焊后对接头进行力学性能测试，找出最优电流参数，再利用最优电流参数焊接一定量的接头，为后面的表征做准备。表 2.3 不同焊接过程中的焊接参数Table 2.3 Welding parameters used in different welding processes.焊接参数 AZ31B/AZ31B AZ31B/304 AZ31B/TC4焊接电流 (A) 70-110 50-90 40-80送丝速度 vw(m/min) 0.6 0.6 0.6焊接速率 v (m/min) 0.2 0.2 0.2焊接弧长 (mm) 2 2 2保护气流速 (L/min) 10 10 10在进行镁合金与镁合金的 TIG 焊接时，采用对接接头的方式，在镁合金板的下方垫上一块在中间开有 U 型凹槽的铜板，铜板可以加速熔池的冷却，有利于焊缝熔合区的晶粒细化
【参考文献】：
期刊论文
[1]Evolution of Microstructure,Mechanical Properties and Corrosion Resistance of Ultrasonic Assisted Welded-Brazed Mg/Ti Joint[J]. Chuan Xu,Guangmin Sheng,Xuezhen Cao,Xinjian Yuan. Journal of Materials Science & Technology. 2016(12)
[2]镁合金钎焊技术的研究进展[J]. 邓海鹏,何柏林. 热加工工艺. 2016(19)
[3]高能喷丸对TC4焊接接头组织性能的影响[J]. 何晓梅,王耀勉,张聪惠. 焊接学报. 2016(06)
[4]镁-铜异种金属连接技术研究进展[J]. 冯振,马天凤,曹睿. 焊接. 2015(08)
[5]汽车零部件表面强化技术研究现状及展望[J]. 答建成,周细应,周涛,张有为,杨涛. 表面技术. 2015(07)
[6]镁铝异种金属TIG焊接头性能的研究[J]. 刘政军,宫颖,苏允海. 材料工程. 2015(03)
[7]镁钢异种材料TIG熔钎焊接接头力学性能分析[J]. 程东旭,彭迟,程东海,陈益平,赵超. 南昌航空大学学报(自然科学版). 2014(04)
[8]镁合金搅拌摩擦焊的研究现状与展望[J]. 杨素媛,刘冬冬. 稀有金属. 2014(05)
[9]喷丸压力和时间对304不锈钢焊接接头组织性能的影响[J]. 卢志明,高红刚,杜斌康,卢沛. 材料热处理学报. 2013(11)
[10]40Cr钢表面高能喷丸纳米化及其耐磨性能[J]. 田峰,杨辉. 表面技术. 2013(05)
本文编号：3009599
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