AZ系铸造—变形异种镁合金焊接组织性能研究
发布时间：2021-11-25 21:46
镁合金作为最轻的金属结构材料,在航空航天、汽车、电子工业等领域中有极好的应用前景。根据加工工艺不同,镁合金分为铸造和变形两类。铸造镁合金生产成本低、生产效率高,而变形镁合金有更好的抗拉强度与塑性等性能。因此,为降低生产成本同时满足局部高强度和塑性等使用需求,对铸造和变形镁合金复合结构提出了明确需求,迫切需要开发出与之匹配的先进焊接技术。铸造-变形异种镁合金由于存在成份、加工状态以及组织和性能的显著差异,对焊接接头成形控制、焊接工艺稳定性以及焊缝成分均匀化等方面提出了极大挑战,因此对焊接方法的适应性提出了极高要求。目前关于异种镁合金研究着重于两种铸造或两种变形镁合金之间的连接,而关于铸造和变形镁合金之间焊接的报道很有限。为此本文展开了以铸造镁合金AZ80和变形镁合金AZ31B、AZ61为对象的TIG和激光-TIG复合填丝焊研究,系统分析两种热源条件下异种镁合金的焊接接头成形、微观组织及力学性能等方面的变化规律及成因,为实际工业应用提供工艺及性能支撑。本文首先对铸造-变形异种镁合金AZ80-AZ31B平板对接结构进行工艺研究,发现焊接接头成形对热输入较为敏感。经工艺参数优化,TIG焊热输入...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 镁合金及其应用
1.1.1 镁及镁合金的特点
1.1.2 镁合金的分类
1.1.3 镁合金的应用
1.2 国内外镁合金焊接研究现状
1.2.1 镁合金的焊接性
1.2.2 同种镁合金焊接研究现状
1.2.3 异种镁合金焊接研究现状
1.3 本文的研究意义及内容
1.3.1 研究背景及意义
1.3.2 主要研究内容
2 实验材料、设备及方法
2.1 实验材料及处理
2.1.1 实验材料
2.1.2 母材的加工处理
2.2 实验设备系统
2.2.1 激光-TIG复合焊接系统
2.2.2 送丝系统
2.2.3 焊接夹具
2.3 实验方法
2.3.1 材料的焊接处理
2.3.2 装夹接头形式
2.3.3 焊接过程
2.4 分析与测试方法
2.4.1 金相制备与显微组织分析
2.4.2 元素成分与物相成分分析
2.4.3 显微硬度测试
2.4.4 拉伸性能测试
3 铸造-变形异种镁合金AZ80-AZ31B对接焊接工艺
3.1 TIG焊焊接工艺参数对焊缝成形的影响
3.1.1 电弧电流对焊缝成形的影响
3.1.2 焊接速度对焊缝成形的影响
3.1.3 焊接位置对焊缝成形的影响
3.2 激光-TIG复合焊焊接工艺参数对焊缝成形的影响
3.2.1 电弧电流对焊缝成形的影响
3.2.2 激光功率对焊缝成形的影响
3.2.3 焊接速度对焊缝成形的影响
3.2.4 焊接位置对焊缝成形的影响
3.3 不同焊接热源下AZ80-AZ31B异种镁合金工艺对比分析
3.3.1 不同热源优化工艺参数及接头形貌对比
3.3.2 不同热源焊接参数范围差异的机理分析
3.3.3 不同热源焊缝凝固模型及尖角特征分析
3.4 本章小结
4 铸造-变形异种镁合金AZ80-AZ31B焊接接头组织与性能对比分析
4.1 不同焊接热源下接头组织对比分析
4.1.1 接头显微组织对比分析
4.1.2 接头元素分布对比分析
4.2 不同焊接热源下接头力学性能对比分析
4.2.1 接头硬度分布对比分析
4.2.2 接头拉伸性能对比分析
4.3 不同焊接热源下部分熔化区微观组织分析
4.3.1 部分熔化区随热输入变化的组织演变模型
4.3.2 不同热源对部分熔化区组织演变的作用机制
4.3.3 不同部分熔化区组织共晶形态的元素分布及性能
4.4 本章小结
5 铸造-变形异种镁合金AZ80-AZ61台阶焊接工艺与性能分析
5.1 TIG焊焊接工艺对台阶结构焊缝成形的影响
5.1.1 电弧电流对焊缝成形的影响
5.1.2 焊接速度对焊缝成形的影响
5.1.3 TIG焊台阶结构焊缝截面形貌
5.2 激光-TIG焊焊接工艺对台阶结构焊缝成形的影响
5.2.1 电弧电流对焊缝成形的影响
5.2.2 焊接速度对焊缝成形的影响
5.2.3 激光功率对焊缝成形的影响
5.2.4 激光-TIG复合焊台阶结构焊缝截面形貌
5.3 台阶结构接头拉伸性能分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]ZM5镁合金TIG焊接接头组织与力学性能[J]. 秦仁耀,孙兵兵,肇恒跃,郭绍庆,唐思熠,张学军. 材料工程. 2016(06)
[2]异种镁合金激光焊接接头分析[J]. 戴军,王新星,杨莉,郭国林,郭兰中,赵根林,陈建. 热加工工艺. 2014(15)
[3]异种镁合金AZ31与NZ30K激光焊接接头分析[J]. 隗成澄,黄坚,戴军,董杰. 中国激光. 2011(12)
[4]AZ31B镁合金搅拌摩擦焊接头组织与性能[J]. 张永红,丁金虎,王希靖. 热加工工艺. 2009(09)
[5]异种镁合金AZ31B与AZ61A的搅拌摩擦焊工艺[J]. 王希靖,张永红,张忠科. 中国有色金属学报. 2008(07)
[6]Predicting the occurrence tendency-of burn-through for fully-penetrated GTA weld pool[J]. 赵明,陈姬,武传松. China Welding. 2006(04)
[7]AZ61镁合金激光焊接接头的组织与性能[J]. 王红英,李志军. 中国有色金属学报. 2006(08)
[8]AZ31镁合金钨极交流氩弧焊焊缝气孔的研究[J]. 张福全,王响群,陈振华,全亚杰,黎梅. 焊接. 2006(03)
[9]构件轻量化与镁合金的研发[J]. 卫英慧,侯利锋,许并社. 机械管理开发. 2005(04)
[10]AZ31镁合金搅拌摩擦焊接显微组织形成机制[J]. 张华,林三宝,吴林,冯吉才. 稀有金属材料与工程. 2005(07)
博士论文
[1]基于低能耗高效率目标的脉冲激光诱导电弧物理机制及复合焊接工艺研究[D]. 李陈宾.大连理工大学 2015
[2]基于镁合金焊接的小功率脉冲激光诱导增强电弧放电机制研究[D]. 陈明华.大连理工大学 2014
[3]镁合金低功率激光—氩弧复合焊接技术的研究[D]. 宋刚.大连理工大学 2006
硕士论文
[1]镁合金TIG焊与激光-TIG焊接头的微取向分析[D]. 司伟.大连理工大学 2016
[2]Mg-4Al-4RE-0.5Zn-0.3Mn（RE=Ce、Nd）合金组织与性能的研究[D]. 郑兴伟.哈尔滨工业大学 2007
[3]镁合金复合热源焊接工艺与数值模拟研究[D]. 迟鸣声.大连理工大学 2006
本文编号：3518854
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 镁合金及其应用
1.1.1 镁及镁合金的特点
1.1.2 镁合金的分类
1.1.3 镁合金的应用
1.2 国内外镁合金焊接研究现状
1.2.1 镁合金的焊接性
1.2.2 同种镁合金焊接研究现状
1.2.3 异种镁合金焊接研究现状
1.3 本文的研究意义及内容
1.3.1 研究背景及意义
1.3.2 主要研究内容
2 实验材料、设备及方法
2.1 实验材料及处理
2.1.1 实验材料
2.1.2 母材的加工处理
2.2 实验设备系统
2.2.1 激光-TIG复合焊接系统
2.2.2 送丝系统
2.2.3 焊接夹具
2.3 实验方法
2.3.1 材料的焊接处理
2.3.2 装夹接头形式
2.3.3 焊接过程
2.4 分析与测试方法
2.4.1 金相制备与显微组织分析
2.4.2 元素成分与物相成分分析
2.4.3 显微硬度测试
2.4.4 拉伸性能测试
3 铸造-变形异种镁合金AZ80-AZ31B对接焊接工艺
3.1 TIG焊焊接工艺参数对焊缝成形的影响
3.1.1 电弧电流对焊缝成形的影响
3.1.2 焊接速度对焊缝成形的影响
3.1.3 焊接位置对焊缝成形的影响
3.2 激光-TIG复合焊焊接工艺参数对焊缝成形的影响
3.2.1 电弧电流对焊缝成形的影响
3.2.2 激光功率对焊缝成形的影响
3.2.3 焊接速度对焊缝成形的影响
3.2.4 焊接位置对焊缝成形的影响
3.3 不同焊接热源下AZ80-AZ31B异种镁合金工艺对比分析
3.3.1 不同热源优化工艺参数及接头形貌对比
3.3.2 不同热源焊接参数范围差异的机理分析
3.3.3 不同热源焊缝凝固模型及尖角特征分析
3.4 本章小结
4 铸造-变形异种镁合金AZ80-AZ31B焊接接头组织与性能对比分析
4.1 不同焊接热源下接头组织对比分析
4.1.1 接头显微组织对比分析
4.1.2 接头元素分布对比分析
4.2 不同焊接热源下接头力学性能对比分析
4.2.1 接头硬度分布对比分析
4.2.2 接头拉伸性能对比分析
4.3 不同焊接热源下部分熔化区微观组织分析
4.3.1 部分熔化区随热输入变化的组织演变模型
4.3.2 不同热源对部分熔化区组织演变的作用机制
4.3.3 不同部分熔化区组织共晶形态的元素分布及性能
4.4 本章小结
5 铸造-变形异种镁合金AZ80-AZ61台阶焊接工艺与性能分析
5.1 TIG焊焊接工艺对台阶结构焊缝成形的影响
5.1.1 电弧电流对焊缝成形的影响
5.1.2 焊接速度对焊缝成形的影响
5.1.3 TIG焊台阶结构焊缝截面形貌
5.2 激光-TIG焊焊接工艺对台阶结构焊缝成形的影响
5.2.1 电弧电流对焊缝成形的影响
5.2.2 焊接速度对焊缝成形的影响
5.2.3 激光功率对焊缝成形的影响
5.2.4 激光-TIG复合焊台阶结构焊缝截面形貌
5.3 台阶结构接头拉伸性能分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]ZM5镁合金TIG焊接接头组织与力学性能[J]. 秦仁耀,孙兵兵,肇恒跃,郭绍庆,唐思熠,张学军. 材料工程. 2016(06)
[2]异种镁合金激光焊接接头分析[J]. 戴军,王新星,杨莉,郭国林,郭兰中,赵根林,陈建. 热加工工艺. 2014(15)
[3]异种镁合金AZ31与NZ30K激光焊接接头分析[J]. 隗成澄,黄坚,戴军,董杰. 中国激光. 2011(12)
[4]AZ31B镁合金搅拌摩擦焊接头组织与性能[J]. 张永红,丁金虎,王希靖. 热加工工艺. 2009(09)
[5]异种镁合金AZ31B与AZ61A的搅拌摩擦焊工艺[J]. 王希靖,张永红,张忠科. 中国有色金属学报. 2008(07)
[6]Predicting the occurrence tendency-of burn-through for fully-penetrated GTA weld pool[J]. 赵明,陈姬,武传松. China Welding. 2006(04)
[7]AZ61镁合金激光焊接接头的组织与性能[J]. 王红英,李志军. 中国有色金属学报. 2006(08)
[8]AZ31镁合金钨极交流氩弧焊焊缝气孔的研究[J]. 张福全,王响群,陈振华,全亚杰,黎梅. 焊接. 2006(03)
[9]构件轻量化与镁合金的研发[J]. 卫英慧,侯利锋,许并社. 机械管理开发. 2005(04)
[10]AZ31镁合金搅拌摩擦焊接显微组织形成机制[J]. 张华,林三宝,吴林,冯吉才. 稀有金属材料与工程. 2005(07)
博士论文
[1]基于低能耗高效率目标的脉冲激光诱导电弧物理机制及复合焊接工艺研究[D]. 李陈宾.大连理工大学 2015
[2]基于镁合金焊接的小功率脉冲激光诱导增强电弧放电机制研究[D]. 陈明华.大连理工大学 2014
[3]镁合金低功率激光—氩弧复合焊接技术的研究[D]. 宋刚.大连理工大学 2006
硕士论文
[1]镁合金TIG焊与激光-TIG焊接头的微取向分析[D]. 司伟.大连理工大学 2016
[2]Mg-4Al-4RE-0.5Zn-0.3Mn（RE=Ce、Nd）合金组织与性能的研究[D]. 郑兴伟.哈尔滨工业大学 2007
[3]镁合金复合热源焊接工艺与数值模拟研究[D]. 迟鸣声.大连理工大学 2006
本文编号：3518854
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/3518854.html
