AZ31镁合金搅拌摩擦焊工艺研究
毕业论文关键字 拌摩擦焊 AZ31 镁合金 焊接工艺 显微组织 力学性能
Title The processing parameters of AZ31 magnesium alloy Friction stir welding Abstract The 4mm thick AZ31 magnesium alloy is welded under different process parameters during friction stir welding(FSW), and the surface and the microstructure of the welding bead is observed. and the welding defects and the mechanical properties of the joint is tested. The relationship between the processing parameters and the resulting microstructure and mechanical properties ,and the relationship between the microstructure of weld and the mechanical properties of the joint was investigated.The result shows that,when the welding speed between 100mm/min and 120mm/min,the welding bead with good forming and fine mechanical properties is obtained. The advancing side thermo-mechanically affected zone(TMAZ) of FSW welded joints is the weak link.Increasing the tool rotation speed or decreasing the welding speed produced an increase in the heat generated during the process and then promoted grain growth.
Keywords Friction stir welding AZ31 Magnesium alloys Microstructure Processing of welding Mechanical properties
目录
1 引言 . 1
1.1 镁合金的搅拌摩擦焊焊接性 . 1
1.2 搅拌摩擦焊工作原理及技术特点 2
1.3 镁合金搅拌摩擦焊焊接工艺的研究现状 3
1.4 镁合金搅拌摩擦焊存在的问题 .. 5
1.5 课题研究的目的及内容 .. 5
2 实验材料及实验方法 .. 5
2.1 实验材料及使用的搅拌摩擦焊工艺参数 5
2.2 焊缝检测 .. 7
2.3 金相实验 .. 7
2.4 显微硬度测试 . 8
2.5 拉伸实验 .. 8
3 金相观察与分析 . 9
3.1 接头组织结构分析 9
3.2 前进侧与后退侧接头显微组织分析 . 9
3.4 搅拌头旋转速率对接头显微组织的影响 .. 10
3.5 焊接速度对焊核显微组织的影响 .. 10
3.6 搅拌头旋转速率对焊核区显微组织的影响 11
3.7 本章小结 . 11
4 焊缝表面成型及力学性能分析 12
4.1 焊缝表面成型分析 .. 12
4.2 接头显微硬度分析 .. 15
4.3 拉伸力学性能分析 .. 17
结论 . 22
致谢 . 23
参考文献 24
1 引言 飞机制造工业和航空工业对减轻飞行器重量的需要，引起了市场上对使用镁合金来替代铝合金在飞行器，如飞机，直升机等，中的一些结构和机械部件的兴趣。事实上，镁合金的密度要比铝合金低 36%，因此镁合金具有高的比强度。虽然镁合金的密排六方晶格结构使得其在室温下可加工性较差，但其在高温下镁合金却具有这优秀的成形性能。且镁合金之所以受到青睐还缘于它的比刚度高，散热性、屏蔽性能好和可循环使用能力等特点[1]。 随着镁合金应用的不断扩大，拥有一个可靠的连接方法变得日渐迫切，而镁合金的焊接仍然面临着许多挑战。搅拌摩擦焊是解决镁合金焊接问题的“金钥匙”，但它仍然存在一些问题。