铸造镁合金He+Ar混合气体保护焊熔化特征及行为研究
发布时间：2022-12-18 15:01
镁合金相比于传统金属材料,具有密度小、比强度高等诸多优点,且镁资源相当丰富,足以满足人们的使用需求。但是由于镁合金化学性质活泼且热膨胀系数大,它的焊接性很差,铸造镁合金更是如此。这个原因一定程度上限制了铸造镁合金的应用量,所以对铸造镁合金的焊接研究很有必要。目前铸造镁合金的焊接方法主要有激光焊接、搅拌摩擦焊接及钨极惰性气体保护焊接（TIG）。其中激光焊接容易产生气孔,搅拌摩擦焊接对工件形状尺寸要求极高,钨极氩弧焊熔深小,且也容易产生气孔。钨极He+Ar混合气体保护焊熔深较大,成形质量好,适用性强,可以满足铸造镁合金焊接加工的要求。但是氦气比例对镁合金焊缝熔深的影响规律及原因,以及如何在获得大熔深的情况下兼顾良好的焊缝成形和焊接工艺性,仍需要进一步实验。所以本文将对铸造镁合金钨极He+Ar混合气体保护焊熔化特征及行为进行系统研究。为制定成形良好的焊接方案,首先进行了不同参数下的自熔焊接实验。分析了保护气流量及钨极伸出长度对AZ91D镁合金焊缝形貌的影响,总结得到焊接电流、焊接速度及钨极高度对焊接质量和成形尺寸的影响规律。观察了焊接得到的焊缝金相组织,焊缝组织主要由α-Mg及β-Mg17A...
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状及分析
1.2.1 铸造镁合金的焊接研究现状
1.2.2 钨极氦弧焊与钨极氩弧焊焊接特性研究现状
1.2.3 焊接数值模拟的研究现状
1.2.4 国内外研究现状的简析
1.3 本文主要研究内容
第2章 实验材料、设备及方法
2.1 实验材料
2.1.1 试板材料
2.1.2 焊接保护气
2.2 实验设备
2.3 试验研究方法
2.3.1 金相组织分析
2.3.2 硬度测量方法
2.3.3 电弧静特性测量
2.3.4 电弧形态采集
2.4 钨极混合气体保护焊数值模拟
第3章 AZ91D铸造镁合金焊缝成形工艺
3.1 焊接参数对成形影响
3.2 试样金相组织观察
3.3 本章小结
第4章 保护气中氦气含量对焊缝成形及组织性能影响
4.1 氦气含量对焊缝形貌的影响
4.2 氦气含量对焊缝金相组织的影响
4.3 氦气含量对焊缝熔深影响
4.4 氦气含量对焊缝硬度影响
4.5 氦气含量对于焊缝成形的影响方式
4.6 本章小结
第5章 混合气体保护焊温度场及残余应力场模拟
5.1 模拟软件介绍
5.2 镁合金混合气体保护焊的数学模型
5.2.1 几何模型
5.2.2 初始条件与边界条件
5.2.3 材料参数
5.2.4 网格划分
5.2.5 热源模型
5.3 镁合金混合气体保护焊模拟
5.3.1 数学模型验证
5.3.2 氦气含量对温度场影响
5.3.3 氦气含量对应力场影响
5.3.4 焊接速度对钨极氦弧焊温度场及应力场影响
5.3.5 焊接电流对钨极氦弧焊温度场及应力场影响
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]熔滴对激光焊接匙孔与熔池影响的数值模拟[J]. 彭进,许红巧,王星星,殷利迎,李宁宁,李俐群. 中国激光. 2020(07)
[2]2219铝合金激光电弧复合焊接及其温度场的模拟[J]. 陈柏炎,陈远亭,李先芬,储豪杰,孔维清. 制造技术与机床. 2019(09)
[3]热源偏移对钢/铝异种材料等离子弧焊接接头温度场和残余应力的影响[J]. 刘方,郭玉龙,周广涛,韩雪,陈梅峰,李华晨. 机械工程材料. 2019(08)
[4]氦弧与氩弧电弧特性对比研究[J]. 赵红星,王国庆,宋建岭,刘宪力,周政,杨春利. 机械工程学报. 2018(08)
[5]热输入对AZ91D镁合金TIG焊接头微观组织及力学性能的影响[J]. 李彩霞,王敬. 热加工工艺. 2017(21)
[6]Sr对AZ91D镁合金微观组织与力学性能的影响[J]. 杜莉,吴文云,吴远,张飞,曹阳根. 轻合金加工技术. 2016(09)
[7]压铸AZ91D镁合金TIG焊接气孔研究[J]. 游国强,杜娟,陈磊,王向杰. 材料工程. 2014(12)
[8]镁合金:21世纪的绿色工程新材料[J]. 霍丽娜. 世界有色金属. 2012(12)
[9]AZ91D镁合金真空电子束深熔焊接熔池气泡流数值模拟[J]. 叶宏,罗怡,余耀华. 焊接学报. 2012(07)
[10]压铸镁合金激光焊气孔形成规律及原因[J]. 张婧,单际国,温鹏,任家烈. 中国激光. 2011(06)
硕士论文
[1]AZ91D镁合金集成计算平台构建及轮毂低压铸造工艺优化[D]. 张琛.大连理工大学 2018
[2]2219铝合金钨极氦弧焊电弧特性及熔池形态数值模拟[D]. 周政.哈尔滨工业大学 2017
[3]AZ91D镁合金导热性能的研究[D]. 白世磊.重庆大学 2016
[4]压铸镁合金TIG焊缝气孔防治措施的研究[D]. 李阳.重庆大学 2015
[5]AZ91D镁合金半固态铸轧工艺过程的数值模拟[D]. 吴萍.哈尔滨工业大学 2008
本文编号：3722262
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状及分析
1.2.1 铸造镁合金的焊接研究现状
1.2.2 钨极氦弧焊与钨极氩弧焊焊接特性研究现状
1.2.3 焊接数值模拟的研究现状
1.2.4 国内外研究现状的简析
1.3 本文主要研究内容
第2章 实验材料、设备及方法
2.1 实验材料
2.1.1 试板材料
2.1.2 焊接保护气
2.2 实验设备
2.3 试验研究方法
2.3.1 金相组织分析
2.3.2 硬度测量方法
2.3.3 电弧静特性测量
2.3.4 电弧形态采集
2.4 钨极混合气体保护焊数值模拟
第3章 AZ91D铸造镁合金焊缝成形工艺
3.1 焊接参数对成形影响
3.2 试样金相组织观察
3.3 本章小结
第4章 保护气中氦气含量对焊缝成形及组织性能影响
4.1 氦气含量对焊缝形貌的影响
4.2 氦气含量对焊缝金相组织的影响
4.3 氦气含量对焊缝熔深影响
4.4 氦气含量对焊缝硬度影响
4.5 氦气含量对于焊缝成形的影响方式
4.6 本章小结
第5章 混合气体保护焊温度场及残余应力场模拟
5.1 模拟软件介绍
5.2 镁合金混合气体保护焊的数学模型
5.2.1 几何模型
5.2.2 初始条件与边界条件
5.2.3 材料参数
5.2.4 网格划分
5.2.5 热源模型
5.3 镁合金混合气体保护焊模拟
5.3.1 数学模型验证
5.3.2 氦气含量对温度场影响
5.3.3 氦气含量对应力场影响
5.3.4 焊接速度对钨极氦弧焊温度场及应力场影响
5.3.5 焊接电流对钨极氦弧焊温度场及应力场影响
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]熔滴对激光焊接匙孔与熔池影响的数值模拟[J]. 彭进,许红巧,王星星,殷利迎,李宁宁,李俐群. 中国激光. 2020(07)
[2]2219铝合金激光电弧复合焊接及其温度场的模拟[J]. 陈柏炎,陈远亭,李先芬,储豪杰,孔维清. 制造技术与机床. 2019(09)
[3]热源偏移对钢/铝异种材料等离子弧焊接接头温度场和残余应力的影响[J]. 刘方,郭玉龙,周广涛,韩雪,陈梅峰,李华晨. 机械工程材料. 2019(08)
[4]氦弧与氩弧电弧特性对比研究[J]. 赵红星,王国庆,宋建岭,刘宪力,周政,杨春利. 机械工程学报. 2018(08)
[5]热输入对AZ91D镁合金TIG焊接头微观组织及力学性能的影响[J]. 李彩霞,王敬. 热加工工艺. 2017(21)
[6]Sr对AZ91D镁合金微观组织与力学性能的影响[J]. 杜莉,吴文云,吴远,张飞,曹阳根. 轻合金加工技术. 2016(09)
[7]压铸AZ91D镁合金TIG焊接气孔研究[J]. 游国强,杜娟,陈磊,王向杰. 材料工程. 2014(12)
[8]镁合金:21世纪的绿色工程新材料[J]. 霍丽娜. 世界有色金属. 2012(12)
[9]AZ91D镁合金真空电子束深熔焊接熔池气泡流数值模拟[J]. 叶宏,罗怡,余耀华. 焊接学报. 2012(07)
[10]压铸镁合金激光焊气孔形成规律及原因[J]. 张婧,单际国,温鹏,任家烈. 中国激光. 2011(06)
硕士论文
[1]AZ91D镁合金集成计算平台构建及轮毂低压铸造工艺优化[D]. 张琛.大连理工大学 2018
[2]2219铝合金钨极氦弧焊电弧特性及熔池形态数值模拟[D]. 周政.哈尔滨工业大学 2017
[3]AZ91D镁合金导热性能的研究[D]. 白世磊.重庆大学 2016
[4]压铸镁合金TIG焊缝气孔防治措施的研究[D]. 李阳.重庆大学 2015
[5]AZ91D镁合金半固态铸轧工艺过程的数值模拟[D]. 吴萍.哈尔滨工业大学 2008
本文编号：3722262
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/3722262.html
