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薄板轻合金机器人焊接工艺试验研究(5)

时间:2023-03-12 20:17来源:毕业论文
2) 激光焊 激光是高能束流的一种,激光焊接时能量密度高、热输入量小、热影响区窄[14]。以上优点都有益于改善焊接接头中金属间化合物的散布状况,

2) 激光焊

激光是高能束流的一种,激光焊接时能量密度高、热输入量小、热影响区窄[14]。以上优点都有益于改善焊接接头中金属间化合物的散布状况,因而可能是解决镁、铝异种金属焊接难题的一种途径。

李慧和钱鸣等[15]对AZ31B 镁合金和 6061 铝合金进行激光焊接。结果表明,采用搭接的方式焊接时,在两者结合面到铝板熔池的底部之间,镁与铝以涡流状的形式存在,同时当熔深超过了2。2mm时,凝固过程中容易出现裂纹。采用对接的形式时,焊缝区域的硬度值高于母材区,表明在整个焊缝区生成了脆硬的金属间化合物。因为生成了又硬又脆的金属间化合物,焊接接头均容易于镁合金一侧的熔合线区域断裂。这表明激光焊焊接镁、铝异种合金也有一定的限制,不能有效减少金属间化合物的产生,需要进一步研究改进。

3) 冷金属过渡焊

冷金属过渡焊接技术(CMT)是一种新型的无焊渣无飞溅的焊接工艺技术[16]。

尚晶、王克鸿等[17、18]和李广乐[19]的研究中,使用了铜焊丝和铝焊丝作为填充材料,焊接方式为 CMT焊接。填充铝焊丝时,由于生成了脆硬的镁铝系金属间化合物,熔合区的硬度很高,接头断裂发生在镁一侧熔合线处,为脆性断裂,断口截面检测出很多镁铝系金属间化合物,故而焊接接头抗拉强度很低。填充铜焊丝时,由于接头两边产生了不同的金属间化合物,两边熔合区的硬度值分布不匀称可是都很高。接头断裂也是在镁侧熔合线处产生,且同样为脆性断裂。接头静载强度不高的主要原因是在镁侧熔合区中存在着很多脆硬的Cu2Mg镁铜金属间化合物。 

1。4。2  镁、铝的钎焊

钎焊指的是使用比母材熔点低的金属材料作为钎料,焊接过程中控制焊接温度比钎料熔点高且比母材熔点低,使得钎料熔化为液态而湿润母材,填充接头的空隙同时与母材互相作用从而连接两个焊件[20]。由于钎料的熔点比母材低,焊接时所需的温度较低,从而热输入量较小,这个可以有效地减少脆硬的金属间化合物的量,所以应该合适运用于镁铝异种合金的焊接。刘飞和张兆栋等[21]的研究中采用填锌丝TIG焊的方法焊接Al6061铝合金和AZ31B镁合金。试验结果发现,焊缝中出现了MgZn2和少量的α-Al、β-Zn、γ-Mg等固溶体,这样通过引入锌基化合物,可以明显地减少脆硬的镁铝金属间化合物的量,提升焊接接头的性能。通过硬度试验,发现焊缝的硬度比母材的硬度要高很多,镁侧的焊缝硬度最高达到 374。6 HV,而铝侧焊缝的硬度比镁侧焊缝的硬度低。所得的焊接接头的抗拉强度强度为75MPa,极大地超过了镁、铝使用熔焊的方式连接时的对接接头的强度。以上研究验证了钎焊焊接镁、铝异种金属的能力,证明其有较大的发展前景。

1。4。3  镁、铝的固相焊

固相焊的过程中,由于焊件不需要溶解,从而可以避免熔焊过程中产生的各种难以解决和避免的问题,例如金属间化合物的大量产生,这类焊接方式也就受到了镁、铝焊接研究人士的重视[22]。

1) 搅拌摩擦焊

搅拌摩擦焊焊接将工件通过摩擦生热和使其在绝对熔融温度以下发生塑性形变的方式来进行焊接。Zettler R和da Silva A 等[23]的研究中,焊接Al6040和 EDS分析的结果显示Al12Mg17和Al3Mg2的脆性金属间化合物不仅存在于搅拌区中,还存在于搅拌针上,即通过搅拌针的作用,可以带走一部分的金属间化合物,有助于获得相对更高的抗拉强度的焊缝。Ichinori Shigematsu和Yong-Jai Kwon 等[24]研究了搅拌头旋转速度和焊接速度对镁、铝异种合金搅拌摩擦焊接头的性能的影响。研究显示,旋转速度越快,接头的光滑与清洁程度就越高,而焊接速度越快,接头就越粗糙和杂乱。接头抗拉强度与旋转速度关联不大,而焊速的提高则会降低抗拉强度。搅拌头的位置同样对焊接接头的性能产生重要影响,闫久春等[25]的研究表明,采用搅拌头偏置Mg基体和搅拌头偏置Al基体焊接,其焊接接头几乎没有生成新相,从而抗拉强度较高。当搅拌头置于两焊件的中间时,则产生大量镁铝系金属间化合物,从而导致焊接接头变硬脆,抗拉性能下降。容易预见,搅拌摩擦焊在经过适当调整后将十分适用于镁铝异种合金的焊接。论文网 薄板轻合金机器人焊接工艺试验研究(5):http://www.youerw.com/cailiao/lunwen_147873.html

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