AZ系鑄造—變形異種鎂合金焊接組織性能研究
發(fā)布時間:2021-11-25 21:46
鎂合金作為最輕的金屬結構材料,在航空航天、汽車、電子工業(yè)等領域中有極好的應用前景。根據加工工藝不同,鎂合金分為鑄造和變形兩類。鑄造鎂合金生產成本低、生產效率高,而變形鎂合金有更好的抗拉強度與塑性等性能。因此,為降低生產成本同時滿足局部高強度和塑性等使用需求,對鑄造和變形鎂合金復合結構提出了明確需求,迫切需要開發(fā)出與之匹配的先進焊接技術。鑄造-變形異種鎂合金由于存在成份、加工狀態(tài)以及組織和性能的顯著差異,對焊接接頭成形控制、焊接工藝穩(wěn)定性以及焊縫成分均勻化等方面提出了極大挑戰(zhàn),因此對焊接方法的適應性提出了極高要求。目前關于異種鎂合金研究著重于兩種鑄造或兩種變形鎂合金之間的連接,而關于鑄造和變形鎂合金之間焊接的報道很有限。為此本文展開了以鑄造鎂合金AZ80和變形鎂合金AZ31B、AZ61為對象的TIG和激光-TIG復合填絲焊研究,系統(tǒng)分析兩種熱源條件下異種鎂合金的焊接接頭成形、微觀組織及力學性能等方面的變化規(guī)律及成因,為實際工業(yè)應用提供工藝及性能支撐。本文首先對鑄造-變形異種鎂合金AZ80-AZ31B平板對接結構進行工藝研究,發(fā)現焊接接頭成形對熱輸入較為敏感。經工藝參數優(yōu)化,TIG焊熱輸入...
【文章來源】:大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】:92 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 鎂合金及其應用
1.1.1 鎂及鎂合金的特點
1.1.2 鎂合金的分類
1.1.3 鎂合金的應用
1.2 國內外鎂合金焊接研究現狀
1.2.1 鎂合金的焊接性
1.2.2 同種鎂合金焊接研究現狀
1.2.3 異種鎂合金焊接研究現狀
1.3 本文的研究意義及內容
1.3.1 研究背景及意義
1.3.2 主要研究內容
2 實驗材料、設備及方法
2.1 實驗材料及處理
2.1.1 實驗材料
2.1.2 母材的加工處理
2.2 實驗設備系統(tǒng)
2.2.1 激光-TIG復合焊接系統(tǒng)
2.2.2 送絲系統(tǒng)
2.2.3 焊接夾具
2.3 實驗方法
2.3.1 材料的焊接處理
2.3.2 裝夾接頭形式
2.3.3 焊接過程
2.4 分析與測試方法
2.4.1 金相制備與顯微組織分析
2.4.2 元素成分與物相成分分析
2.4.3 顯微硬度測試
2.4.4 拉伸性能測試
3 鑄造-變形異種鎂合金AZ80-AZ31B對接焊接工藝
3.1 TIG焊焊接工藝參數對焊縫成形的影響
3.1.1 電弧電流對焊縫成形的影響
3.1.2 焊接速度對焊縫成形的影響
3.1.3 焊接位置對焊縫成形的影響
3.2 激光-TIG復合焊焊接工藝參數對焊縫成形的影響
3.2.1 電弧電流對焊縫成形的影響
3.2.2 激光功率對焊縫成形的影響
3.2.3 焊接速度對焊縫成形的影響
3.2.4 焊接位置對焊縫成形的影響
3.3 不同焊接熱源下AZ80-AZ31B異種鎂合金工藝對比分析
3.3.1 不同熱源優(yōu)化工藝參數及接頭形貌對比
3.3.2 不同熱源焊接參數范圍差異的機理分析
3.3.3 不同熱源焊縫凝固模型及尖角特征分析
3.4 本章小結
4 鑄造-變形異種鎂合金AZ80-AZ31B焊接接頭組織與性能對比分析
4.1 不同焊接熱源下接頭組織對比分析
4.1.1 接頭顯微組織對比分析
4.1.2 接頭元素分布對比分析
4.2 不同焊接熱源下接頭力學性能對比分析
4.2.1 接頭硬度分布對比分析
4.2.2 接頭拉伸性能對比分析
4.3 不同焊接熱源下部分熔化區(qū)微觀組織分析
4.3.1 部分熔化區(qū)隨熱輸入變化的組織演變模型
4.3.2 不同熱源對部分熔化區(qū)組織演變的作用機制
4.3.3 不同部分熔化區(qū)組織共晶形態(tài)的元素分布及性能
4.4 本章小結
5 鑄造-變形異種鎂合金AZ80-AZ61臺階焊接工藝與性能分析
5.1 TIG焊焊接工藝對臺階結構焊縫成形的影響
5.1.1 電弧電流對焊縫成形的影響
5.1.2 焊接速度對焊縫成形的影響
5.1.3 TIG焊臺階結構焊縫截面形貌
5.2 激光-TIG焊焊接工藝對臺階結構焊縫成形的影響
5.2.1 電弧電流對焊縫成形的影響
5.2.2 焊接速度對焊縫成形的影響
5.2.3 激光功率對焊縫成形的影響
5.2.4 激光-TIG復合焊臺階結構焊縫截面形貌
5.3 臺階結構接頭拉伸性能分析
5.4 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]ZM5鎂合金TIG焊接接頭組織與力學性能[J]. 秦仁耀,孫兵兵,肇恒躍,郭紹慶,唐思熠,張學軍. 材料工程. 2016(06)
[2]異種鎂合金激光焊接接頭分析[J]. 戴軍,王新星,楊莉,郭國林,郭蘭中,趙根林,陳建. 熱加工工藝. 2014(15)
[3]異種鎂合金AZ31與NZ30K激光焊接接頭分析[J]. 隗成澄,黃堅,戴軍,董杰. 中國激光. 2011(12)
[4]AZ31B鎂合金攪拌摩擦焊接頭組織與性能[J]. 張永紅,丁金虎,王希靖. 熱加工工藝. 2009(09)
[5]異種鎂合金AZ31B與AZ61A的攪拌摩擦焊工藝[J]. 王希靖,張永紅,張忠科. 中國有色金屬學報. 2008(07)
[6]Predicting the occurrence tendency-of burn-through for fully-penetrated GTA weld pool[J]. 趙明,陳姬,武傳松. China Welding. 2006(04)
[7]AZ61鎂合金激光焊接接頭的組織與性能[J]. 王紅英,李志軍. 中國有色金屬學報. 2006(08)
[8]AZ31鎂合金鎢極交流氬弧焊焊縫氣孔的研究[J]. 張福全,王響群,陳振華,全亞杰,黎梅. 焊接. 2006(03)
[9]構件輕量化與鎂合金的研發(fā)[J]. 衛(wèi)英慧,侯利鋒,許并社. 機械管理開發(fā). 2005(04)
[10]AZ31鎂合金攪拌摩擦焊接顯微組織形成機制[J]. 張華,林三寶,吳林,馮吉才. 稀有金屬材料與工程. 2005(07)
博士論文
[1]基于低能耗高效率目標的脈沖激光誘導電弧物理機制及復合焊接工藝研究[D]. 李陳賓.大連理工大學 2015
[2]基于鎂合金焊接的小功率脈沖激光誘導增強電弧放電機制研究[D]. 陳明華.大連理工大學 2014
[3]鎂合金低功率激光—氬弧復合焊接技術的研究[D]. 宋剛.大連理工大學 2006
碩士論文
[1]鎂合金TIG焊與激光-TIG焊接頭的微取向分析[D]. 司偉.大連理工大學 2016
[2]Mg-4Al-4RE-0.5Zn-0.3Mn(RE=Ce、Nd)合金組織與性能的研究[D]. 鄭興偉.哈爾濱工業(yè)大學 2007
[3]鎂合金復合熱源焊接工藝與數值模擬研究[D]. 遲鳴聲.大連理工大學 2006
本文編號:3518854
【文章來源】:大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】:92 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 鎂合金及其應用
1.1.1 鎂及鎂合金的特點
1.1.2 鎂合金的分類
1.1.3 鎂合金的應用
1.2 國內外鎂合金焊接研究現狀
1.2.1 鎂合金的焊接性
1.2.2 同種鎂合金焊接研究現狀
1.2.3 異種鎂合金焊接研究現狀
1.3 本文的研究意義及內容
1.3.1 研究背景及意義
1.3.2 主要研究內容
2 實驗材料、設備及方法
2.1 實驗材料及處理
2.1.1 實驗材料
2.1.2 母材的加工處理
2.2 實驗設備系統(tǒng)
2.2.1 激光-TIG復合焊接系統(tǒng)
2.2.2 送絲系統(tǒng)
2.2.3 焊接夾具
2.3 實驗方法
2.3.1 材料的焊接處理
2.3.2 裝夾接頭形式
2.3.3 焊接過程
2.4 分析與測試方法
2.4.1 金相制備與顯微組織分析
2.4.2 元素成分與物相成分分析
2.4.3 顯微硬度測試
2.4.4 拉伸性能測試
3 鑄造-變形異種鎂合金AZ80-AZ31B對接焊接工藝
3.1 TIG焊焊接工藝參數對焊縫成形的影響
3.1.1 電弧電流對焊縫成形的影響
3.1.2 焊接速度對焊縫成形的影響
3.1.3 焊接位置對焊縫成形的影響
3.2 激光-TIG復合焊焊接工藝參數對焊縫成形的影響
3.2.1 電弧電流對焊縫成形的影響
3.2.2 激光功率對焊縫成形的影響
3.2.3 焊接速度對焊縫成形的影響
3.2.4 焊接位置對焊縫成形的影響
3.3 不同焊接熱源下AZ80-AZ31B異種鎂合金工藝對比分析
3.3.1 不同熱源優(yōu)化工藝參數及接頭形貌對比
3.3.2 不同熱源焊接參數范圍差異的機理分析
3.3.3 不同熱源焊縫凝固模型及尖角特征分析
3.4 本章小結
4 鑄造-變形異種鎂合金AZ80-AZ31B焊接接頭組織與性能對比分析
4.1 不同焊接熱源下接頭組織對比分析
4.1.1 接頭顯微組織對比分析
4.1.2 接頭元素分布對比分析
4.2 不同焊接熱源下接頭力學性能對比分析
4.2.1 接頭硬度分布對比分析
4.2.2 接頭拉伸性能對比分析
4.3 不同焊接熱源下部分熔化區(qū)微觀組織分析
4.3.1 部分熔化區(qū)隨熱輸入變化的組織演變模型
4.3.2 不同熱源對部分熔化區(qū)組織演變的作用機制
4.3.3 不同部分熔化區(qū)組織共晶形態(tài)的元素分布及性能
4.4 本章小結
5 鑄造-變形異種鎂合金AZ80-AZ61臺階焊接工藝與性能分析
5.1 TIG焊焊接工藝對臺階結構焊縫成形的影響
5.1.1 電弧電流對焊縫成形的影響
5.1.2 焊接速度對焊縫成形的影響
5.1.3 TIG焊臺階結構焊縫截面形貌
5.2 激光-TIG焊焊接工藝對臺階結構焊縫成形的影響
5.2.1 電弧電流對焊縫成形的影響
5.2.2 焊接速度對焊縫成形的影響
5.2.3 激光功率對焊縫成形的影響
5.2.4 激光-TIG復合焊臺階結構焊縫截面形貌
5.3 臺階結構接頭拉伸性能分析
5.4 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]ZM5鎂合金TIG焊接接頭組織與力學性能[J]. 秦仁耀,孫兵兵,肇恒躍,郭紹慶,唐思熠,張學軍. 材料工程. 2016(06)
[2]異種鎂合金激光焊接接頭分析[J]. 戴軍,王新星,楊莉,郭國林,郭蘭中,趙根林,陳建. 熱加工工藝. 2014(15)
[3]異種鎂合金AZ31與NZ30K激光焊接接頭分析[J]. 隗成澄,黃堅,戴軍,董杰. 中國激光. 2011(12)
[4]AZ31B鎂合金攪拌摩擦焊接頭組織與性能[J]. 張永紅,丁金虎,王希靖. 熱加工工藝. 2009(09)
[5]異種鎂合金AZ31B與AZ61A的攪拌摩擦焊工藝[J]. 王希靖,張永紅,張忠科. 中國有色金屬學報. 2008(07)
[6]Predicting the occurrence tendency-of burn-through for fully-penetrated GTA weld pool[J]. 趙明,陳姬,武傳松. China Welding. 2006(04)
[7]AZ61鎂合金激光焊接接頭的組織與性能[J]. 王紅英,李志軍. 中國有色金屬學報. 2006(08)
[8]AZ31鎂合金鎢極交流氬弧焊焊縫氣孔的研究[J]. 張福全,王響群,陳振華,全亞杰,黎梅. 焊接. 2006(03)
[9]構件輕量化與鎂合金的研發(fā)[J]. 衛(wèi)英慧,侯利鋒,許并社. 機械管理開發(fā). 2005(04)
[10]AZ31鎂合金攪拌摩擦焊接顯微組織形成機制[J]. 張華,林三寶,吳林,馮吉才. 稀有金屬材料與工程. 2005(07)
博士論文
[1]基于低能耗高效率目標的脈沖激光誘導電弧物理機制及復合焊接工藝研究[D]. 李陳賓.大連理工大學 2015
[2]基于鎂合金焊接的小功率脈沖激光誘導增強電弧放電機制研究[D]. 陳明華.大連理工大學 2014
[3]鎂合金低功率激光—氬弧復合焊接技術的研究[D]. 宋剛.大連理工大學 2006
碩士論文
[1]鎂合金TIG焊與激光-TIG焊接頭的微取向分析[D]. 司偉.大連理工大學 2016
[2]Mg-4Al-4RE-0.5Zn-0.3Mn(RE=Ce、Nd)合金組織與性能的研究[D]. 鄭興偉.哈爾濱工業(yè)大學 2007
[3]鎂合金復合熱源焊接工藝與數值模擬研究[D]. 遲鳴聲.大連理工大學 2006
本文編號:3518854
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