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镁合金焊接特性及发展研究现状

时间:2019-03-09 15:05来源:毕业论文
镁合金焊接特性镁合金由于密度小、熔点低、热导率和电导率高、热膨胀系数大、化学性质活泼等原因,焊接性相对较差,具体表现在以下方面[6]: (1)气孔。生成气孔的主要原因是母

镁合金焊接特性镁合金由于密度小、熔点低、热导率和电导率高、热膨胀系数大、化学性质活泼等原因,焊接性相对较差,具体表现在以下方面[6]:
(1)气孔。生成气孔的主要原因是母材中溶解有大量的氢,而温度越低,氢的溶解度就越小,冷却时氢气就会析出,此外镁的密度小,氢气在冷却时不易逸出,所以会残留在焊缝中形成气孔[7]。另一方面,焊接过程中由于外界气体卷入熔池而形成气孔。33712
(2)晶粒粗化。镁合金的热导率高,焊接冷却时的热量使焊缝及HAZ易产生过热、晶粒长大现象,尤其HAZ更严重。HAZ的晶粒粗大,是导致其钨极氩弧焊焊接头力学性能下降的主要原因[6]。
(3)裂纹。在焊接时镁易与某些金属元素(如铜、铝、镍)形成金属间化合物,该化合物熔点低,这会使镁合金在焊后冷却时出现热裂纹。
(4)氧化与蒸发。镁化学性质活泼,容易与空气中的O2、N2发生反应,生成的氧化物可能会被激光束熔化,从而进入熔池,在熔池中形成夹渣的缺陷,降低了接头塑性。
 (5)薄件的烧穿与塌陷。镁的表面张力小,焊接时就很容易产生焊缝金属下塌的现象[8]。焊接薄件,由于镁合金的熔点低于MgO,在进行焊接时难以实现焊缝熔化过程的动态观测。
(6)热应力。镁合金热膨胀系数较大,所以在冷却过程中会有较大的焊接应力变形[9]。论文网
    此外,由于镁及镁合金容易燃烧,所以需要在隔绝氧气氮气的条件下焊接,,故熔化焊时需用惰性气体或焊剂保护[10]。
.2 镁合金的研究现状 源`自*六)维[论*文'网www.lwfree.cn
     激光焊和电子束焊与TIG 焊相比都属于高能束焊接,能量密度高、HAZ窄、焊接速度快、效率高、深宽比大等显著优势。目前,CO2激光和YAG 激光常被用于焊接有色金属。YAG 激光波长为 1.06 μm,CO2激光的波长为约为10.6 μm[11]。在常温下镁合金对 YAG 激光的吸收率要高于CO2激光,而镁合金对于激光具有高反射率,所以YAG 激光将会比 CO2激光更加适合焊接薄板镁合金[11]。然而,目前对薄板镁合金光纤激光焊接的研究较少,原因是由于在焊接时容易出现气孔等缺陷,所以至今处于探索阶段。
    湖南大学的黎梅[4]对AM60镁合金薄板的TIG焊和CO2激光焊工艺进行了试验,结果发现填丝TIG焊焊缝成型优于不填丝TIG焊,CO2激光焊在合适的工艺参数下焊缝成型美观。
    西京学院机电工程系的何晋威[12]等人研究了镁合金TIG焊热裂的情况同时优化了工艺参数,研究结果表明,热影响区与焊缝区间的熔合区有大量的脆性相析出,是造成热烈问的主要原因,此外,由于镁元素的蒸发,提高了焊缝区的相对合金含量。
    太原理工的司恩[11]研究了AZ31B镁合金的在激光自熔焊时,脉冲宽度对焊缝成型的影响,得出了熔深熔宽随脉冲宽度的增加而增加,脉冲宽度对焊缝几何尺寸的影响占主导地位的结论。
    重庆大学的邓彩萍[13]研究了AZ31B、AZ61镁合金薄板自熔激光焊气孔及裂纹形成机理,得出了气孔均分散存在,大多沿着熔合线分布,为圆形氢气孔;焊缝中都生成了细小的结晶裂纹。
3 激光焊的优点:
(1)线能量低,HAZ小,热裂倾向和热应力低;
(2)利用小孔效应可在焊材中形成小孔,能量汇聚于一点,使焊材快速熔化,可以降低焊接厚板材料的时间;
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(3)无电极,不会对焊缝造成污染。焊接时与工件有较大的距离,焊接对机器的损伤及机器的变形相比较其他传统焊接工艺会低很多;
(4)激光束易于导引、调试,放置位置可以随意调节,不受空间条件限制; 镁合金焊接特性及发展研究现状:http://www.lwfree.cn/yanjiu/20190309/30960.html
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