鎂合金釬料制備及接頭性能研究.pdf

1、鎂及其鎂合金具有比強(qiáng)度、比剛度高，減振性、易切削加工，易回收等一系列優(yōu)點(diǎn)，具有極其重要的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。由于鎂合金的低密度和低熔點(diǎn)，熱導(dǎo)率、電導(dǎo)率及熱膨脹系數(shù)大，化學(xué)活性強(qiáng)，易氧化等特點(diǎn)，傳統(tǒng)的熔焊焊接方法容易產(chǎn)生熱裂紋、氣孔、合金元素?zé)龘p和焊縫區(qū)軟化等問題，從而大大限制了鎂合金在飛機(jī)、汽車、船舶等結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。因此，鎂合金結(jié)構(gòu)件以及鎂合金與其它材料結(jié)構(gòu)件之間的連接已成為制約鎂合金廣泛應(yīng)用的障礙和急待解決的關(guān)鍵技術(shù)之一。

2、>　　 相對(duì)于熔焊與壓焊，釬焊具有加熱溫度低、焊件變形小、外形美觀、生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)，尤其適于連接精密、微型、復(fù)雜、多釬縫、異類材料的焊件，對(duì)鎂合金的應(yīng)用具有重要的推廣價(jià)值。目前鎂合金釬焊技術(shù)還不是很成熟，從釬料方面來看，也沒有廣泛應(yīng)用的鎂合金焊接的釬料。所以，研制高質(zhì)量的鎂合金釬焊材料對(duì)促進(jìn)鎂合金焊接技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。為此，本文設(shè)計(jì)和制備了用于鎂合金釬焊及鎂鋁異種金屬釬焊的釬料，并對(duì)其釬焊工藝進(jìn)行了改進(jìn)，為實(shí)現(xiàn)鎂合金的優(yōu)質(zhì)連接

3、提供基礎(chǔ)。
　　 本文研制了用于釬焊鎂合金AZ31B的Mg-Al-Zn系釬料，隨后又將其推廣應(yīng)用于AZ61、AZ91以及鎂鋁異種金屬的釬焊上，并根據(jù)鎂鋁異種金屬的釬焊特點(diǎn)，制備了Zn-Mn、Zn-Sn釬料，通過覆蓋劑保護(hù)的熔煉工藝制備釬料合金，并利用差熱分析、掃描電子顯微鏡、X射線衍射分析等手段，通過鋪展和潤濕試驗(yàn)、釬焊接頭剪切強(qiáng)度試驗(yàn)，對(duì)所研制釬料的熔化特征、潤濕性，釬焊接頭的組織變化、剪切性能等進(jìn)行了測(cè)定和分析，分析結(jié)果表明

4、：
　　 1)設(shè)計(jì)和制備的鎂合金釬料具有良好的熔化特性，三種釬料的固液相間隔溫度均小于15℃，有利于避免母材過燒，提高釬焊接頭質(zhì)量。同時(shí)釬料具有良好潤濕和鋪展性，鋪展面積最大1536mm2，潤濕角最小為13.3°，釬料組織成分均勻、細(xì)密，滿足釬料制備和釬焊要求。
　　 2)對(duì)釬焊接頭分析表明，隨著釬料中鎂的含量的增加，α-Mg以大的樹枝晶出現(xiàn)并使接頭強(qiáng)度提高。隨后采用水冷的方式提供高的冷卻速度，使α-Mg樹枝晶的尺寸變?yōu)?/p>

5、原來的1/5，數(shù)量為原來的40～50倍。同時(shí)高的冷卻速率也使共晶組織的層片間距平均由0.298μm減小到0.121μm。斷口形貌顯示，試樣在拉抻過程中，α-Mg在力的作用下產(chǎn)生了縮頸現(xiàn)象，使接頭在拉伸過程中發(fā)生變形，阻礙了裂紋的擴(kuò)展，釬焊接頭強(qiáng)度最高達(dá)80.42MPa。
　　 3)將Mg-Al-Zn釬料應(yīng)用于AZ61、AZ91鎂合金板材上，得到了與釬焊AZ31B相似的組織形貌，接頭的抗剪切強(qiáng)度均在60 MPa以上。故制備的Mg-

6、Al-Zn釬料同樣適用于AZ61、AZ91鎂合金板材的釬焊。
　　 4)將Mg-Al-Zn釬料應(yīng)用于鎂鋁異種金屬釬焊中，并根據(jù)鎂鋁釬焊特點(diǎn)設(shè)計(jì)和制備了Zn-Mn、Sn-Zn兩種釬料，對(duì)其熔化特性和組織特點(diǎn)進(jìn)行了分析。對(duì)鎂鋁釬焊的接頭組織分析表明，較高溫度下母材元素易擴(kuò)散且形成脆的金屬間化合物，使接頭性能降低。Mg-Al-Zn和Zn-Mn均不適宜于鎂鋁釬焊。Sn-Zn釬料熔點(diǎn)低，可降低母材元素的擴(kuò)散損失，并且有效避免鎂鋁金屬間化合