4 焊接接头组织及缺陷分析 19
4.1 焊接接头尺寸分析 19
4.2 焊接接头缺陷分析 20
4.3 本章小结: 22
5 添加CaF2的样品分析 23
5.1 焊缝的金相分析 23
5.2 接头的硬度对比分析 24
5.3 本章小结: 25
6 皱皮层样品分析 26
6.1 皱皮层金相分析 26
6.2 皱皮层电镜分析 27
6.3 本章小结: 28
7 强度分析实验 29
7.1 拉伸试验 29
7.2 断口电镜分析 31
7.3 本章小结: 33
结 论 34
致 谢 35
参考文献36
1 绪论
1.1 选题的背景及意义
镁合金,有着“新型金属材料”的美誉,世界各工业大国现都十分重视对镁合金的应用开发研究[1]。镁及镁合金可以通过铸造的加工方法,获得不同品种和功能的管、板、带、棒等铸件,其特点:密度较小强度较高、韧性好并且减震性能强、具有较良的切削加工性能、抗冲击和抗压缩能力较好、铸造性能优良,以及具有尺寸的稳定性,电磁屏蔽性能良好[2]。现已经应用的汽车,笔记本外壳及精密仪器的设计应用当中。尤其是在汽车及航空工业有着极具潜力的开发[3]。
铝合金,在汽车飞机减轻重量的发展中,其应用越来越广泛,为加快高速列车的发展,许多国家都在加大研发力度,将铝合金更多地应用与车辆的构造中[4]。欧美日本投入运营的铝合金车体已经超过3万多辆,在航空方面,我国自行研究的第三代战斗机机体结构达到70%[5]。重量轻,强度高,塑性好,焊接性能好,抗腐蚀,无磁性,无毒,甚至一些铝合金的强度相当高,强度甚至已经高于普通结构钢,拉伸强度超过600兆帕[6]。
铝镁金属的特性有着许多的相似点,尤其轻密度,较高强度,在汽车及航空有着极具潜力的应用[7],所以对他们的使用,存在相同的地方,这样要获得铝镁异种金属的高效连接,将会很好的发挥两者的优势,提高应用范围与应用场合,而焊接作为主要的高强度连接手段,对他的研究必不可少[8][9]。
1.2 铝镁异种金属焊接工艺
TIG通过吹出来的氩气,具有很好的隔绝空气,避免铝镁金属被氧化,而且钨极电弧稳定,即使在很小的焊接电流(<10A)下仍可稳定燃烧[10]。通过调节电流,及焊接速度可以很好的调节热输入,这可以方便的进行添加其他元素,并通过简单地试验分析得到添加金属元素前后焊缝成形情况。
王恒等利用现代分析手段,研究分析了TIG焊接AZ31B镁合金和6061铝合金的焊缝,尤其是融合区形貌[11],通过分析比较元素扩散行为,其发现直接焊接镁铝板材时,铝镁之间的界面相当明显,金相以及电镜分析表明,镁元素向铝母材中扩散并形成了扩散层,相反铝元素向镁母材的扩散相当的少,扩散到铝母材的镁元素与铝元素形成了金属间化合物,由于金属间化合物具有脆性,所以形成的接头脆性增加。如图1.2.1:
日本的Kamitomioka通过对激光的搭接接头进行热力学的有限元分析,发现很难得到以中心线焊接的高质量搭接接头的[12]。通过限元分析的方法进行了研究,发现了一种可以抑制金属间化合物形成的方法。通过边缘线焊搭接接头,可以实现浅的熔融金属穿透深度,这将有效地降低两种金属的反应和金属间化合物的形成。这种基于激光热力学的分析也同样适用于其他热源。 铝镁钨极氩弧焊焊接工艺试验研究(2):http://www.youerw.com/cailiao/lunwen_17114.html