摩托車車架用鎂合金鎢極氬弧焊焊縫微觀組織與力學(xué)性能研究.pdf

1、鎂合金具有密度小、比剛度和比強(qiáng)度高、導(dǎo)電導(dǎo)熱性好、阻尼減震性好等優(yōu)點(diǎn)，是汽車和摩托車等交通工具實(shí)現(xiàn)減重節(jié)能的理想材料。用鎂合金制造摩托車車架對(duì)提升車輛駕乘舒適度和燃油經(jīng)濟(jì)性來(lái)說(shuō)具有顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。作為鎂合金型材與鑄件的焊接框架結(jié)構(gòu)，焊接接頭的質(zhì)量與控制是鎂合金在車架上應(yīng)用的關(guān)鍵。
　　作為鎂合金車架生產(chǎn)技術(shù)研究的一部分，本文以熱擠壓鎂合金AZ71、AZ71E，壓鑄鎂合金AZ81為研究對(duì)象，采用鎢極惰性氣體保護(hù)焊（TIG焊）方法

2、，對(duì)三種鎂合金的焊縫組織性能及焊接電流（主要工藝參數(shù)）的影響進(jìn)行了研究，以期為車架焊接生產(chǎn)提供指導(dǎo)。
　　研究表明：鎂合金TIG焊接接頭主要由焊縫區(qū)（WZ），熱影響區(qū)（HAZ）和母材（BM）組成。熱影響區(qū)是典型的過(guò)熱組織，晶粒較粗大。焊縫區(qū)組織表現(xiàn)為典型的急冷鑄造組織。
　　隨著電流的增加，鎂合金AZ71的焊縫熔寬逐漸增加。電流為90A時(shí)，焊縫成形最佳；電流增加，導(dǎo)致熱影響區(qū)寬度增加，熱影響區(qū)和焊縫區(qū)組織粗化，焊縫區(qū)β-Mg

3、17Al12逐漸增多，網(wǎng)狀分布于晶界。焊接接頭拉伸斷裂均發(fā)生在焊縫區(qū)，且抗拉強(qiáng)度和延伸率均不及母材AZ71(313.9MPa、10.5％)。隨著電流從80A增加到110A，抗拉強(qiáng)度和延伸率先升高后降低，在90A時(shí)達(dá)到最大值281.2MPa、8.8%，此時(shí)可獲得力學(xué)性能良好的焊接接頭。當(dāng)電流增加到110A時(shí)，抗拉強(qiáng)度和延伸率降到最低值180.2MPa，0.9%。焊接接頭斷口呈準(zhǔn)解理斷口。
　　鎂合金AZ71E焊縫區(qū)中出現(xiàn)了新相Al1

4、1Ce3，掃描電鏡下以白色針狀物的形式分布在初生α-Mg基體上，該相大小不一且無(wú)定向。隨著電流的增加，焊縫區(qū)晶粒逐漸粗化，黑色相β-Mg17Al12減少，到100A時(shí)，有胞狀樹(shù)枝晶出現(xiàn)。焊接接頭拉伸斷裂均發(fā)生在焊縫區(qū)，且抗拉強(qiáng)度和延伸率均不及母材AZ71E(281.3MPa、9.7%)。隨著電流從80A增加到110A，抗拉強(qiáng)度和延伸率先升高后降低，80A時(shí)最低為112.6MPa，0.4%。但在電流100A時(shí)達(dá)到最大值，分別為241.9M

5、Pa，3.6%，此時(shí)得到力學(xué)性能良好的焊接接頭。接頭斷口呈準(zhǔn)解理斷裂特征，斷口組織中存在大量粗大的長(zhǎng)桿狀A(yù)l11Ce3相。在研究的電流變化范圍內(nèi)，焊縫的顯微硬度均高于母材，且隨著電流的增加，硬度逐漸降低。
　　壓鑄鎂合金AZ81和熱擠壓鎂合金AZ71的焊縫中，壓鑄鎂合金AZ81的氣孔缺陷傾向較大，主要是鑄件溶解氫氣在焊縫凝固過(guò)程中脫溶析出所致。焊接接頭拉伸斷裂均發(fā)生在氣孔較多的壓鑄鎂合金AZ81側(cè)熱影響區(qū)，且抗拉強(qiáng)度和延伸率隨著電