變形鎂合金激光填絲及激光-電弧復(fù)合焊接工藝研究.pdf

1、鎂合金是一種具有高比強(qiáng)度和比剛度、高抗震性及優(yōu)良機(jī)加工性能的輕質(zhì)合金，在制造業(yè)中的應(yīng)用日益廣泛。但是，如何提高鎂合金焊接性能仍然是鎂合金發(fā)展面臨的重要問題。為了克服鎂合金常見焊接缺陷，提高其焊接性能，本文分別開展了AZ31變形鎂合金激光填絲焊和激光-MIG復(fù)合焊接工藝研究。本文的主要研究成果如下：
　　 系統(tǒng)研究了激光工藝參數(shù)對AZ31B-T5變形鎂合金薄板激光填絲焊焊縫形貌、顯微組織特征及接頭力學(xué)性能的影響規(guī)律。隨著熱輸入的增

2、大，焊縫截面由倒錐形向柱形轉(zhuǎn)變，隨著激光功率的增大或焊接速度的減小，焊縫上表面、根部寬度增大。
　　 保持送絲點(diǎn)-激光束間距在+0.5～+1mm之間，送絲速度與焊接速度的比值在0.3～0.4之間，是得到美觀、無明顯缺陷的焊縫表面的關(guān)鍵。焊縫晶粒主要為細(xì)小的樹枝狀等軸晶，熔合線附近有柱狀晶生成，枝晶軸間有Mg-Al-Zn化合物析出。接頭抗拉強(qiáng)度為母材的83%～94%。氣孔是降低鎂合金激光填絲焊抗拉強(qiáng)度的主要因素。
　　 系

3、統(tǒng)研究了AZ31-F變形鎂合金10mm厚板激光-MIG復(fù)合焊工藝。結(jié)果表明，在MIG焊接中燃燒極不穩(wěn)定的鎂合金電弧能夠通過復(fù)合焊接熱源協(xié)同效應(yīng)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定燃燒，保證了復(fù)合焊接工藝的穩(wěn)定進(jìn)行并獲得優(yōu)于激光焊接的焊縫成形。復(fù)合焊縫主要有樹枝晶組成，其間有Mg-Al-Zn 化合物析出。上部電弧區(qū)的晶粒尺寸及半熔化區(qū)寬度大于下部激光區(qū)。接頭抗拉強(qiáng)度最高可達(dá)262MPa，為母材的97.8%。晶粒尺寸與氣孔數(shù)量是影響接頭抗拉強(qiáng)度的主要因素。
　　

4、 將AZ31B-T5變形鎂合金單純激光、激光填絲及激光-MIG復(fù)合焊接接頭的性能、顯微組織和焊縫形貌進(jìn)行了對比分析。結(jié)果表明，相對單純激光焊，激光填絲及激光復(fù)合焊在改善焊縫表面缺陷上優(yōu)勢明顯，并且能夠不同程度地降低了焊縫氣孔數(shù)量，并得到抗拉強(qiáng)度更高的焊接接頭。因?yàn)楹缚p成形的改善，激光填絲焊接頭抗拉強(qiáng)度達(dá)到母材的120%。與激光填絲焊相比，激光-MIG復(fù)合焊因?yàn)闊彷斎朐龃?，焊縫晶粒粗化，接頭抗拉強(qiáng)度有所降低，最大抗拉強(qiáng)度為母材的98%。